Представьте, что можно рисовать на такой хрупкой структуре, как живая клетка — и не повредить её 🎨🔬. Учёные из Университета Миссури сделали это возможным, используя неожиданные инструменты: замороженный этанол, электронные лучи и фиолетовые микроорганизмы 💜❄️.
Они усовершенствовали метод ледяной литографии, позволяющий вытравливать микроскопические узоры на биологических поверхностях с невероятной точностью 🌀⚡. В отличие от традиционной литографии (которая применяется в производстве электроники, но повреждает хрупкие материалы вроде углеродных нанотрубок и биологических мембран), новый подход использует замёрзший этанол вместо жидкости. Это защищает образцы и делает процесс более щадящим 🛡️✅.
«Ледяной слой стабилизирует материал во время работы, что особенно важно для деликатных биологических структур», — объясняет Гэвин Кинг, соавтор исследования. Работа опубликована в журнале Nano Letters📘.
🌍🔬 Уникальность метода: в мире всего три лаборатории, использующих ледяную литографию, и единственная в Северной Америке — в Миссури! Этаноловый лёд здесь заменил водный, который мог бы повредить клетки.
Для тестов взяли Halobacterium salinarum — микроорганизм с фиолетовым белком, преобразующим солнечный свет в энергию 🌞💜. Эти «биосолнечные панели» известны с 1970-х, но теперь их можно модифицировать без разрушения!
Как это работает?
1. Образец охлаждают до -150°C ❄️.
2. Этаноловые пары замерзают, образуя защитный слой.
3. Электронный луч вырезает узоры тоньше 100 нм (в 1000 раз тоньше человеческого волоса!) 🔍🤏.
4. Лёд удаляют, оставляя готовую структуру.
«Это прорыв в работе с хрупкими биокомпонентами», — говорит Дилан Чиаро, ведущий автор.
Исследование объединило биологию, химию, физику и космические науки 🌐🧪⚛️🚀. Например, метод поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии показал, что полученный материал похож на углеродное волокно. А обнаружение короткоживущего кетена (вклад астрохимиков!) помогло понять, как этанол превращается в стабильную структуру ⏳🔬.
«Каждая лаборатория внесли свою часть в пазл», — подчёркивает Кинг. Именно междисциплинарность сделала открытие возможным 🧩👥.
Что дальше? Учёные надеются использовать метод для создания биосолнечных панелей и других энерготехнологий будущего ⚡🌱. А пока — это доказательство, что даже самые нежные элементы жизни можно изучать и преобразовывать!
Материал предоставлен Университетом Миссури 🎓.