Рентгеновские лучи превратили раствор пептидов в кристалл

«Внутри нашего кристалла располагаются своеобразные океаны воды, занимающие 99% структуры», – поясняет глава нынешнего исследования Сэмюэль Стапп (Samuel Stupp) (фото Northwestern University).

Облучение водного раствора пептидов рентгеновскими лучами приводит к образованию необычной кристаллической структуры, обнаружили специалисты Северо-Западного университета (Northwestern University).

Открытие американских физиков стало ещё одним в череде случайных, но значимых. Учёные из группы Стаппа исследовали в национальной лаборатории Аргонн (Argonne National Laboratory) волокна пептидов. Однажды они заметили, что при приложении к раствору рентгеновских лучей он становился то прозрачным, то матовым. «Пептиды по-разному рассеивали излучение, — рассказывает один из авторов работы Хунган Цуй (Honggang Cui). – Рентгеновские лучи превращали хаотичную среду в упорядоченную».

Позже специалисты выяснили, что образуется новый тип кристаллов – заряженные цилиндрические волокна располагаются в пространстве, подобно набору карандашей, которые расталкивают электростатические силы.

Сотни и даже тысячи волокон, при добавлении воды и под действием рентгена, собираются в связки и организуют общую сеть, создающую стабильный кристалл (иллюстрация Stupp et al./Science).

Обычно формирование кристаллических структур происходит под действием атомных и молекулярных сил притяжения. «Данное исследование преподнесло нам сюрприз. Эти заряженные волокна хоть и отталкиваются, но тем временем самоорганизуются в кристаллы», — говорит Стапп.

Такого учёные ещё никогда не наблюдали. Хотя похожее явление имеет место в живой природе, например, в цитоскелете клеток, отмечают учёные в статье в журнале Science.

Рентгеновские лучи увеличивают заряд пептидных волокон, и электростатические силы отталкивания стимулируют кристаллизацию (гексагональная упаковка нановолокон). Постепенно «палочки» выстраиваются в трёхмерную сеть, которая и удерживает их в этом положении. Расстояние между волокнами составляет около 32 нанометров, что значительно больше среднестатистических 5 нанометров.

Кристаллы «рассыпаются» спустя несколько часов после исчезновения рентгеновского излучения (при этом оно почти не разрушает материал). Любопытен и ещё один факт: когда концентрация заряженных волокон превышает некое пороговое значение, формирование кристаллов происходит в отсутствие рентгеновских лучей.

Почитайте также о других достижениях группы Стаппа: восстановлении нервной ткани (что позволило побороть паралич) и ткани сердечной мышцы.



Левитирующий снежок в аду вывернул токамак наизнанку

25 января 2010

Свет впервые удалось завязать в узел

19 января 2010

Впервые в космосе измерена сверхсветовая скорость

15 января 2010

Установлен мировой рекорд постоянного магнитного поля

11 января 2010

Учёные предсказали и обнаружили суператомы-соединения

30 декабря 2009