Undersøgelse viser nogle molekylers evne til at modificere overfladen af ​​nanopartikler

Nanopartikler har unikke egenskaber, der gør dem til exceptionelle værktøjer med en række anvendelser, fra medicin til elektronik. En af de mindre kendte fakta om dem er, at deres overflade spiller en afgørende rolle for deres adfærd og funktionalitet.

Forskning ledet af Vladimir Baulin, fremtrædende forsker ved Institut for Fysisk og Uorganisk Kemi ved Universitat Rovira i Virgili og Wolfgang Parak, underviser ved Universität Hamburg, har afsløret, at molekyler kaldet ligander kan skabe unikke lokale miljøer inden for nanopartikeloverfladen. Resultaterne af denne forskning er blevet offentliggjort i Accounts of Chemical Research .

Undersøgelsen har vist, at ligander fungerer som et beskyttende lag, der giver stabilitet til nanopartiklerne og forhindrer dem i at akkumulere. Men deres indflydelse rækker ud over blot stabilitet.

Ifølge denne forskning kan ligander også ændre deres overfladeladning ved at tiltrække eller frastøde ioner. Dette ændrer den effektive ladning af nanopartikler og derfor dens egenskaber. Dette fænomen er kendt som "Debye screening."

"Denne ændring i ladningen kan have en dominoeffekt, og påvirke andre egenskaber, som i første omgang kan være blevet overset. Dette lokale miljø kan have en betydelig indflydelse på nanopartiklernes adfærd, ændre dens interaktioner med andre molekyler og påvirke dens funktionalitet." tilføjer Baulin.

Forståelse af liganders rolle og deres evne til at skabe forskellige lokale miljøer er central, hvis forskningsfeltet skal afgøre, hvordan de kan påvirke nanopartiklers adfærd i applikationer såsom sansning, lægemiddellevering eller katalyse

Især har dette fænomen med at ændre overfladeegenskaber betydelige implikationer for sanseapplikationer. Koncentrationen af ​​de stoffer, der måles, kan variere betydeligt, hvis de er tæt på nanopartiklernes overflade sammenlignet med opløsningen generelt. Forståelse og udnyttelse af denne variation kan føre til udvikling af mere nøjagtige og følsomme detektionsteknologier.

Derudover kan liganders rolle også udnyttes til at modulere kemiske reaktioner, der finder sted nær overfladen af ​​nanopartikler. Ved omhyggeligt at konstruere ligander kan der skabes miljøer, der selektivt filtrerer molekyler fra, accelererer reaktioner eller tiltrækker specifikke proteiner, selv ved lave koncentrationer.

Disse resultater kan have en betydelig indvirkning på forskellige områder, fra sundhed til kemisk produktion og nanoteknologi.

Flere oplysninger: Florian Schulz et al., Lokale miljøer skabt af ligandcoatingen af ​​nanopartikler og deres implikationer for sansning og overfladereaktioner, Regnskaber for kemisk forskning (2023). DOI:10.1021/acs.accounts.3c00139

Journaloplysninger: Regnskaber for kemisk forskning

Leveret af University of Rovira i Virgili