Forskere gør vigtig opdagelse for smarte film og indkapsling

En undersøgelse fra University of Notre Dame har fundet ud af, at egenskaberne af et materiale, der almindeligvis bruges til at skabe ledende eller beskyttende film og indkapsle lægemiddelforbindelser - og de forhold, hvor dette materiale vil skilles ad for at frigive den medicin - kan være anderledes end først antaget.

Udgivet i Journal of the American Chemical Society , undersøgelsen havde til formål at identificere de betingelser, hvorunder polyelektrolyt komplekser, eller PEC'er, ville samle og blive samlet. Forskerne fandt nye, vigtige forskelle mellem stærke og svage PEC'er.

"Mekanismen for svage PEC'er er helt anderledes end stærke PEC'er, " sagde Jonathan Whitmer, adjunkt ved Institut for Kemi og Biomolekylær Teknik og hovedefterforsker for undersøgelsen. "Under vores forskning, vi fandt ud af, at når hver af de svage polyelektrolytter kom sammen i en opløsning, tilstedeværelsen af ​​en modsat ladet polymer resulterede i et stærkt pKa-skift, gør det muligt for begge polyelektrolytter at blive højt ladede og forblive stabile. Tværtimod, pH har relativt lille indflydelse på ladningen og samlingen af ​​stærke PEC'er, hvis stærke binding til saltioner bestemmer det meste af deres samling."

Svage PEC'er er blevet undersøgt til mange anvendelser, herunder som materiale til at skabe kapsler, der rummer medicin. Svage PEC'er har en unik evne til at binde og frigive i visse miljøer, men Whitmers team fandt ud af, at pH påvirkede den samlede samling af svage PEC'er, samt de forhold, hvorunder disse materialer kan frigives.

"Denne undersøgelse ændrer fuldstændig vores perspektiv på dannelsen af ​​svage PEC'er og hvordan dette materiale kan bruges, " sagde Whitmer, et tilknyttet medlem af NDnano. "Ikke kun peger denne undersøgelse på fysiske mekanismer, der vil gøre os i stand til at konstruere bedre PEC'er, men det har også potentialet til at forbedre, hvordan dette materiale kan bruges i industrien, herunder 'smart' indkapsling og levering af medicin, tynde ledende materialer og beskyttende belægninger."

Ved gennemførelsen af ​​undersøgelsen, Whitmer og hans team udviklede også en ny simuleringsalgoritme. Denne algoritme gjorde det muligt for forskerne at analysere visse aspekter af svage PEC'er, som ikke var mulige før, herunder korrekt replikering af opløsningsbetingelser.