2009年4月14日
有了人类基因组，生化学家已经对从活细胞中分离出来的数千种蛋白质的三维结构进行了分类。但有一类重要的蛋白质——那些卡在细胞膜上的蛋白质——已经被证明很难在三维晶体中提取和研究。现在，一个国际科学家团队已经开发出一种方法，训练这些分子在水表面整齐排列成一层薄薄的、类似组织的纳米膜。这项技术将使生物化学家更好地观察和研究分子，并可能导致新一代分子电子学和只有一个分子厚的超薄材料。欧洲杯足球竞彩
“据我们所知，这是首次生产出不到一纳米厚的排列薄膜，”丹麦奥胡斯大学玛丽·居里研究员Iftach Nevo和以色列魏茨曼科学研究所的Leslie Leiserowitz说。欧洲杯线上买球他们与这些机构以及德国马克斯-普朗克胶体与界面研究所和埃文斯顿西北大学的同事一起，在2009年4月14日出版的《化学物理杂志》上描述了他们的研究美国物理学会．
制造纳米膜的一种方法是将其建立在水面上。首先，薄膜的组成部分溶解在一种挥发性物质中。当一滴这种溶液溅到水上时，溶剂就蒸发了。漂浮在水面上的建筑块相互作用，自发地聚集在一起——就像浴缸里的肥皂泡沫——创造出一层薄薄的水晶层。
这种技术的缺点是，薄膜中的薄晶体会变得一团糟。就像舞厅里的一群暴民一样，漂浮在表面上的分子往往会不顾秩序地乱转。不同的分子块会指向不同的、随机的方向。由于这些分子的方向决定了最终薄膜的电、磁和光学性质，这些混杂区域很难发展成有用的技术。它们也很难用x射线衍射等成像技术进行分析。
为了使分子排列整齐，研究小组用纳秒激光脉冲对它们进行了轰击。这些脉冲产生电场，与分子相互作用，使分子缓慢旋转。与这些激光脉冲相关的电场被极化，经过过滤，所以所有的光波都朝着同一个方向振动。当被激光捕获的分子沿着这个方向排列时感觉最稳定，这一过程类似于指南针的指针摆动以与地球磁场对齐。最终，这就形成了一个排列有序的长程胶片。
这项技术还没有完全完善。它的成功率约为30%，但该团队认为，更好地了解蒸发过程中发生的事情，以及在凝固成膜之前分子之间如何相互作用，将提高效率。
当这些分子在稳定的二维层中排列时，就可以用通常用于三维晶体的x射线成像技术来观察它们的结构。Nevo和Leiserowitz说:“排列应该会使x射线衍射强度提高两个数量级以上，从而可以更详细地解释结构。”这项技术对于研究不容易三维结晶的分子很有用，细胞膜蛋白只是一个例子。
它也可用于创建具有对齐结构的3-D晶体。2-D层可用于种子种子这些晶体的生长，提供使用X射线衍射可以监测该生长的阶段。
另一个应用是需要有序分子的实地效应晶体管的分子电子。同样有趣的是一种新兴的太阳能电池技术，试图通过逆向工程光合作用来复制性质。将这些设备中分子对准的能力对其有效性至关重要，解释了西北大学的队成员泰莫·塞尼曼队。
因为这项技术应该适用于多种分子，它可能为全新的自组装纳米材料铺平道路。欧洲杯足球竞彩罗格斯大学的Edward Castner是《化学物理杂志》的副编辑，他说:“发表这篇论文的国际团队非常出色，这篇论文很可能会衍生出许多尚未被发现的新应用。”