В Венском техническом университете разработан новый способ, позволяющий располагать отдельные молекулы в строго определённом месте будущей пространственной структуры при помощи лазера. Новый метод, в создании которого приняли участие сотрудники кафедр макромолекулярной химии и материаловедения, получил название 3D-photografting.

“Фотографтинг” относится к области нанотехнологий и представляет интерес для многих научно-прикладных областей. В микроэлектронике его можно использовать для создания сверхкомпактных электромеханических систем (MEMS и NEMS), но куда интереснее перспективы, открывающиеся благодаря ему в биоинженерных проектах.

Пример формирования объёмной структуры шириной 180 мкм из флуоресцентных молекул

В частности, метод обещает быть крайне востребованным при реализации концепции “лаборатория-на-чипе” и для выращивания искусственных тканей. Например, в гидрогеле можно формировать участки адгезии живых клеток, задавать образование соединительных мостиков и направление дальнейшей пролиферации.

Луч лазера (красный) проникает в слой гидрогеля (светло-жёлтый) и фиксирует отдельные молекулы (показаны зелёным) в строго определённых местах

Гидрогель выбран из-за прозрачности и высокой пористости, благодаря которой внутри него могут перемещаться крупные органические молекулы и даже живые клетки. Лазерное излучение за счёт фотохимических процессов вызывает быструю фиксацию большинства молекул в облучённых участках гидрогеля.

Точность позиционирования зависит от выбранного типа лазера и его оптической системы. По мнению Александра Овсянникова (одного из авторов исследования), дальнейшее развитие метода позволит достичь разрешающей способности в 4 микрометра.