Рентгеновское излучение может вызывать кристаллизацию раствора пептидов
Эксперты из Северо-Западного университета (США) в первый раз замечали образование кристаллов в растворе заряженных пептидных нановолокон, помещенном под синхротронное рентгеновское излучение.
Исследователи проводили опыты в Национальной лаборатории США в Аргонне (штат Иллинойс), на протяжении которых трудились над созданием новых синтетических материалов. В синхротроне они влияли на пептиды (маленькие последовательности аминокислот) рентгеновскими лучами. Открытие американских физиков стало ещё одним в череде случайных, но значимых.
в один раз они увидели, что при приложении к раствору рентгеновских лучей он становился то прозрачным, то матовым.
Пептиды по-различному рассеивали излучение, — говорит один из авторов работы Хунган Цуй (Honggang Cui). – Рентгеновские лучи превращали хаотичную среду в упорядоченную.
Позднее эксперты узнали, что образуется новый тип кристаллов – заряженные цилиндрические волокна находятся в пространстве, подобно комплекту карандашей, каковые расталкивают электростатические силы.
В отечественного кристалла находятся необычные океаны воды, занимающие 99% структуры, – поясняет глава нынешнего изучения Сэмюэль Стапп (Samuel Stupp)
В большинстве случаев формирование кристаллических структур происходит под действием ядерных и молекулярных сил притяжения.
Данное изучение преподнесло нам сюрприз. Эти заряженные волокна хоть и отталкиваются, но тем временем самоорганизуются в кристаллы, — говорит Стапп.
Для того чтобы учёные ещё ни при каких обстоятельствах не замечали. Не смотря на то, что похожее явление имеет место в живой природе, к примеру, в цитоскелете клеток, отмечают учёные в статье в издании Science.
Структура пептида и нановолокон (иллюстрация авторов работы)
Рентгеновские лучи увеличивают заряд пептидных волокон, и электростатические силы отталкивания стимулируют кристаллизацию (гексагональная упаковка нановолокон). Неспешно «палочки» выстраиваются в трёхмерную сеть, которая и удерживает их в этом положении. Расстояние между волокнами образовывает около 32 нанометров, что намного больше среднестатистических 5 нанометров.
Кристаллы «рассыпаются» спустя пара часов по окончании исчезновения рентгеновского излучения (наряду с этим оно практически не разрушает материал). Любопытен и ещё один факт: в то время, когда концентрация заряженных волокон превышает некое пороговое значение, формирование кристаллов происходит в отсутствие рентгеновских лучей.
Авторы сохраняют надежду на то, что предстоящее изучение этого явления приведет к разработке новых методик применения рентгеновского излучения в литографии и биомедицине.