Amerikaanse ingenieurs hebben een virus genetisch aangepast zodat het goudatomen kan rangschikken in minuscule bolvormige structuren: gouden nanokralen. Deze techniek kan in de toekomst mogelijk gebruikt worden om sneller en goedkoper elektronicaonderdelen te maken.
De virussen maken piepkleine, gouden bolvormpjes met een diameter van een paar nanometer (een nanometer is een miljardste van een meter). Het is technisch lastig en duur om zulke kleine vormpjes met machines te produceren. Daarom maken de onderzoeker gebruik van virussen. De natuur blijkt namelijk behoorlijk bedreven in het creëren van complexe mini-structuren.
Vastplakken aan receptoren
Er worden al langer virussen gebruikt om van metalen, plastic en halfgeleiders (waar computerchips uit bestaan) nanostructuren te maken. ‘Maar het is voor het eerst dat we op een eenvoudige manier met hetzelfde virus zowel gouden draden als bolvormen kunnen maken’, zegt Elaine Haberer. Haberer is hoogleraar elektronica en computerbouwkunde aan de University of California, Riverside in de Verenigde Staten.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Voor de techniek wordt gebruik gemaakt van de receptoren aan buitenkant van virussen. Dit zijn eiwitten waar specifieke moleculen of atomen aan kunnen binden. De genen van een virus kunnen aangepast worden waardoor de receptoren elke gewenste stof aan zich binden. Bijvoorbeeld goud. De goudatomen plakken dan vast aan de buitenkant van het virus en vormen een gouden laagje. Zo ontstaat er een gouden nanostructuur met de grootte en vorm van het virus.
‘De virussen fungeren als de steigers waaromheen de structuur van goud gebouwd wordt’, zegt Haberer.
M13 virus
De onderzoekers gebruikten het virus M13. Dit virus infecteert bacteriën zoals Escherichia coli (E. coli) die in de darmen van mensen en andere dieren voorkomt.
M13 is, in tegenstelling tot de meeste virussen, soepel genoeg om verschillende vormen aan te nemen. Normaal gesproken zijn M13-virussen langwerpige draadjes. In die vorm worden ze gebruikt om nanodraden te maken. Maar als je ze in een oplossing van water en chloroform gooit, vouwen de virusjes zich op tot bolletjes.
Om de gouden nanokralen te maken, gebruikten de onderzoekers een genetisch gemodificeerde variant van het virus M13. De modificatie zorgt ervoor dat er grote hoeveelheden receptoren aan de buitenkant zitten waar goudatomen aan kunnen vastplakken.
Door een oplossing met goudatomen bij de bolle M13-virussen te voegen, ontstonden er gouden, puntige, bolvormige nanostructuren. Van binnen zijn ze hol, op wat viruseiwitten na.
Of de nanokralen ook aan een nanodraadje geregen kunnen worden tot een gouden nanoketting, weten de onderzoekers niet.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees ook: