Вирусный шаблон для полимерных нанопроводов

Проводящие полимерные волокна могут оказаться очень полезными при создании наноразмерных электронных устройств, однако получение полимерных нанопроводов с контролируемыми свойствами и морфологией пока является существенной проблемой.

Исследователи из Университета Южной Каролины разработали метод самосборки проводящих полимерных нанопроводов из полианилина (PANi) и полипиррола (PPy), использовав в качестве темплата вирус табачной мозаики (tobacco mosaic virus, TMV). Его вирионы имеют форму палочек длиной 300 нм и диаметр 18 нм и могут быть относительно легко выделены из растений табака в достаточно больших количествах.

На рис. 1 изображена схема образования композитных нанопроводов при комнатной температуре из смеси вируса (TMV), анилина, сульфонированного полистирола (PSS) и персульфата аммония (APS). PSS используется для улучшения проводящих свойств полианилина и стабилизации нанопроводов в водном растворе.

Морфология получаемого материала зависит от pH раствора. При pH=4 образуются наностержни с длиной, равной длине вируса, т.е. 300 нм, и диаметром 26 нм.

При повышении pH происходит формирование длинных нановолокон. Однако такие волокна оказываются непроводящими, т.к. при pH близком к нейтральному полианилин имеет разветвленное строение. Для придания проводящих свойств полученные волокна дополнительно обрабатываются при pH=4.

Длина полученных проводов достигает нескольких микрон. По словам ученых, другие методики не позволяют получать индивидуальные полианилиновые нановолокна, а только сросшиеся пучки и разветвленные сетки. Волокна хорошо диспергируются в воде, что очень удобно для дальнейшей работы с ними. Аналогичным способом можно получить нановолокна из другого проводящего полимера – полипиррола.

Работа «Biological Templated Synthesis of Water-Soluble Conductive Polymeric Nanowires» была опубликована в журнале Nano Letters. 

Источник: ACS Publications

Нанометр