Фізичні властивості гібридних вірус-неорганічних комплексів ВТМ–Au - Касіяненко, Василь; Карбівська, Любов; Курган, Наталя; Кузнєцова, Олена Яківна; Карбівський, Володимир (Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології, 2017)
Методами зондової мікроскопії та спектроскопії атомової роздільчої здат- ности проведено дослідження фізичних, фізико-хемічних властивостей і морфології нанодротів на основі вірусів тютюнової мозаїки (ВТМ) та нано- частинок шляхетних металів. Генетична програмованість оболонки ВТМ уможливлює виготовлення похідних ВТМ із підвищеною селективністю до неорганічних матеріялів або поверхні підкладинок. Останній факт умож- ливлює одержувати ефективні самоскладання нанорозмірних біоструктур у функціональних мікроприладах. Досліджено оптичні властивості нано- комплексів ВТМ–наночастинки золота. Встановлено оптичну активність комплексу ВТМ–Au із максимумом на 540 нм. Спостерігається залежність інтенсивности спектрів оптичного поглинання від орієнтації вектора по- ляризації. Наявність циркулярного дихроїзму відкриває можливість ви- користання комплексів ВТМ–Au для створення метаматеріялів. Методою зондової тунельної спектроскопії досліджено електронну будову та влас- тивості нанокомпозитів. Встановлено, що в інтервалі від 0 до 6 вольт ви- никають спонтанні й індуковані переходи у стан з відносно високою елект- ропровідністю. Показано, що взаємодія досліджуваних рослинних вірусів з антитілами приводить до відсутності аґреґації та кластеризації наночас- тинок композиту. Показано поверхневу хемічну руйнацію золота після видалення наночастинок ВТМ з поверхні золота. Запропонована методика синтези нанодротів надає перспективи розробки вітчизняних технологій одержання наноматеріялів на основі рослинних вірусів.
Physical properties of hybrid virus inorganic complexes TMV–Au
The physical and physicochemical properties as well as morphology of nan-owires fabricated from the tobacco mosaic virus (TMV) and nanoparticles of noble metals are studied by the methods of microscopy and spectroscopy with atomic resolution. The genetic shell programmability of TMV allows fabricat- ing derivatives with high selectivity to inorganic materials or surface sub- strates. The latter fact allows obtaining efficient self-assembly of nanoscale biostructures for functional microdevices. Optical properties of nanocom- plexes of the TMV–gold nanoparticles are studied. The optical activity of complex TMV–Au with maximum at 540 nm is revealed. The dependence of intensity of the absorption spectra on the optical polarization orientation is observed. The presence of a circular dichroism opens up possibilities of using TMV–Au complexes for the creation of metamaterials. The electronic struc- ture and properties of nanocomposites is investigated by the scanning tunnel- ling spectroscopy method. As found, the spontaneous and induced transitions into a state of relatively high electrical conductivity appear in the range from 0 to 6 volts. As shown, the interaction of the studied plant viruses with anti- bodies leads to an absence of both aggregation and clustering of composite na- noparticles. It is revealed the presence of chemical gold surface destruction after removing of the TMV nanoparticles from the gold surface. The proposed technique of the nanowires’ synthesis allows developing of the leading-edge domestic technologies of fabrication of the plant-virus-based nanomaterials.
Keywords: вірус тютюнової мозаїки; органо-неорганічні гібридні наноструктури; самоскладання; зондова мікроскопія; атомно-силова мікроскопія; нанотехнології; tobacco mosaic virus; organic-inorganic hybrid nanostructures; self-assembly; probe microscopy; atomic force microscopy; nanotechnologies