Nanotechnologia

Naukowcy radykalnie zwiększyli siły wiązań i selektywność cząsteczek eterów koronowych, umieszczając je w płaskiej strukturze grafenu.

Etery koronowe są cząsteczkami, w których atom tlenu łączy się z dwoma atomami węgla, tworząc pierścienie molekularne przypominające kształtem korony, które odgrywają bardzo ważną rolę w tzw. chemii supramolekularnej, gdzie występują kompleksy molekularne typu gość-gospodarz. W tych kompleksach cząsteczki i jony „gościa” mogą być umieszczone wewnątrz cząsteczek „gospodarza” (w tym przypadku w pierścieniach eterów).

Ze względu na swe właściwości, głównie wysokiej selektywności oraz rozpuszczalności w niemal wszystkich rozpuszczalnikach, dzięki umiejętności wielokrotnego „zwijania się” i „rozwijania”, etery koronowe są szeroko wykorzystywane przy przyśpieszaniu procesów chemicznych z udziałem jonów, oczyszczaniu wody z jonów metali ciężkich, transportowaniu jonów przez błony komórkowe, pozyskiwaniu metali z rud, roztworów, a nawet odpadów, itd.

Ze względu na to, że duża elastyczność eterów, pozwalająca na dopasowane się do kształtów i wymiarów jonowych gości, zmniejsza niestety ich selektywność i siły wiązań molekularnych, przez co nie mogą łączyć się ze wszystkimi jonami, naukowcy postanowili wstawić etery w płaską i sztywną strukturę grafenu. Zmuszenie pierścieni eterów koronowych do ułożenia się w dwuwymiarowej sztywnej strukturze znacząco zwiększyło ich selektywność i zwielokrotniło siły wiązań z jonami gości.

Naukowcy uważają, że grafenowe etery koronowe pozwolą na przeprowadzanie bardziej wymagających i skomplikowanych procesów chemicznych związanych z oddzielaniem cząsteczek metali z różnych substancji, np. pozyskiwanie litu z wody morskiej. Swoje zastosowanie mogą również znaleźć w medycynie, ułatwiając transportowanie środków farmakologicznych przez błony komórkowe.

Źródło artykułu: www.azonano.com

Źródło ilustracji: commons.wikimedia.org