Специалисты из Северо-Западного университета (США) впервые наблюдали образование кристаллов в растворе заряженных пептидных нановолокон, помещенном под синхротронное рентгеновское излучение.

Структура пептида и нановолокон (иллюстрация авторов работы).

Формирование кристаллов обычно связано с притяжением атомов или молекул друг к другу, а потому результаты наблюдений стали сюрпризом и для самих авторов. «Такого мы не ожидали, — признается руководитель работы Сэмюел Стапп (Samuel Stupp). — Заряженные волокна должны отталкиваться друг от друга, и никто не мог предположить, что они способны образовать кристалл».

Открытие было сделано случайно: однажды утром ученые направили излучение на раствор пептидных нановолокон и заметили, как тот потерял прозрачность. Этот факт заставил их повторить эксперимент и более тщательно рассмотреть результаты; как выяснилось, рост заряда нановолокон при облучении приводит к тому, что их расположение упорядочивается, и они образуют гексагональную структуру с расстоянием между элементами, доходящим до 320 Å. В «традиционных» кристаллах молекулы, напомним, удалены друг от друга менее чем на 5 Å.

После выключения излучения порядок в системе нарушается. Исследователям также удалось выяснить, что при более высоких концентрациях нановолокон в растворе аналогичные кристаллы формируются самопроизвольно, без участия рентгеновских лучей; вероятно, такие эффекты должны наблюдаться в некоторых естественных системах (к примеру, цитоскелете клетки).

Авторы надеются на то, что дальнейшее изучение этого явления приведет к разработке новых методик использования рентгеновского излучения в биомедицине и литографии.

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Science.

Подготовлено по материалам Северо-Западного университета.