Модификация биомолекул с помощью металлических наночастиц позволяет создавать материалы, обладающие чрезвычайно интересными и полезными свойствами. Такие материалы можно применять в медицине, молекулярной электронике, оптике, катализе.

Обычно в качестве биомолекул берут ДНК, пептиды, полимеры, нанотрубки вирусов и другие природные соединения. Использование синтетических матриц дает возможность изменять их свойства, варьируя условия их синтеза, что затруднительно для природных соединений. Недавно была сделана попытка получения наночастиц золота на синтетических нанотрубках, формирующихся за счет супрамолекулярной самосборки.

Розеткообразные нанотрубки (рис. 1 С) получали при нагревании водного раствора соединения 1 при 90 °С в течение 20 мин с последующим выдерживанием раствора в течение суток при комнатной температуре. По данным атомно-силовой микроскопии, диаметр трубок составлял 4,0 ± 0,3 нм, длина – несколько микрон.

Рис. 1. А – Исходное соединение, В – «розетка», С – нанотрубка.

Для получения наночастиц золота на поверхности нанотрубок водные растворы 1 и H[AuCl₄] в соотношении 1:10 по молям смешивали и оставляли на сутки в темном месте. (Данное соотношение реагентов было получено после серии экспериментов и выбрано как наилучшее.) Затем в реакционную смесь добавляли восстановитель – водный раствор N2H4. По данным атомно-силовой и просвечивающей электронной спектроскопии (рис. 2 А, B), образовывавшиеся частицы золота имели размер 1,4 ± 0,2 нм. Расстояние между ними вдоль нанотрубки составляло 3,8 ± 0,8 нм. Такое распределение частиц золота по нанотрубке соответствовало лишь 30 %-ному заполнению последней от теоретически возможного. Авторы связали это с взаимным отталкиванием частиц [AuCl₄]-, имеющем место на первом этапе синтеза (до восстановления гидразином). Была предложена следующая модель расположения наночастиц золота на нанотрубке (рис. 3).

Рис. 2. А – данные атомно-силовой и В – просвечивающей электронной микроскопии конечного соединения.

Рис. 3. Схематичное расположение наночастиц золота на нанотрубке.

Первоисточник: Rahul Chhabra, Jesus G. Moralez, Jose Raez, Takeshi Yamazaki, Jae-Young Cho, Andrew J. Myles, Andriy Kovalenko and Hicham Fenniri, One-Pot Nucleation, Growth, Morphogenesis and Passivation of 1.4 nm Au Nanoparticles on Self-Assembled Rosette Nanotubes. – J. Am. Chem. Soc. – 2010. – 132 (1). – pp 32–33.