Nanotechnologia

Przełomowa metoda umożliwiająca samoorganizowanie się nanocząstek

Środek przekazu jest przekazem – dr Rafał Klajn wraz z zespołem z Wydziału Chemii Organicznej instytutu Weinzmann’a nadali tej maksymie zupełnie nowe znaczenie. Zaprezentowali oni innowacyjną metodę umożliwiającą nanocząstkom samoorganizowanie się, skoncentrowaną na substancji nośnikowej, w której zawieszone są nanocząstki.

Nowa metoda wymaga pokrycia nanocząstek światłoczułą powłoką, co sprawia, że zmieniają swój stan przy ekspozycji na światło. Według badań grupy naukowców, umieszczanie niepowlekanych cząstek w światłoczułej substancji nośnikowej jest prostszym sposobem, a powstałe systemy – trwalsze i bardziej wydajne. Możliwe zastosowania to m.in. papier do wielokrotnego zapisu, odkażanie wody, lub nawet kontrolowane dostarczanie leków do organizmu.

Nośnik składa się ze światłoczułych cząsteczek nazywanych spiropyranami (ang. spiropyrans). W wersji stworzonej przez grupę d Klajna, molekuły stają się bardziej kwasowe pod wpływem światła. Następnie, nanocząstki reagują na zmianę środowiska na kwaśne: to właśnie ta reakcja sprawia, że cząstki łączą się w ciemności, a rozpraszają w świetle. Oznacza to, że każda nanocząstka reagująca pod wpływem kwasu (co stanowi zdecydowanie większą grupę, niż ta reagująca na światło), może być kontrolowana w procesie samoorganizowania się cząstek.

Dzięki użyciu światła w procesie zarządzania łączeniem się cząstek, można precyzyjnie kontrolować gdzie i kiedy nastąpi połączenie się nanocząstek. Ze względu na różnorodność właściwości nanocząstek unoszących się swobodnie lub zgrupowanych razem, możliwości ich użycia wydają się nieograniczone.

Korzyści wynikające z nowej metody są oczywiste. Jedną z nich jest to, że nanocząstki nie niszczeją w miarę upływu czasu, co dotychczas było olbrzymim problemem. Dr Klajn daje przykład: „Wraz z zespołem przeprowadziliśmy setki cykli odwracalnego zapisu informacji w nośniku o konsystencji żelu, a nie odnotowaliśmy żadnych oznak zużycia się systemu. My używaliśmy akurat nanocząstek złota, jednak można było zastosować nawet piasek, pod warunkiem, że reaguje on na środowisko kwasowe”.

Oprócz trwałego papieru wielokrotnego użytku, dr Klajn sugeruje inne zastosowania, np. usuwanie zanieczyszczeń z wód, gdyż niektóre nanocząstki skupiają się wokół substancji szkodliwych, a następnie uwalniają je w ustalonym momencie.

Źródło artykułu

Źródło grafiki