Новый класс амфифильных гибридных частиц
Достижения в области нанотехнологий - химия наносистем

Немецкие ученые под руководством Хорста Веллера и Штефана Ферстера из Гамбургского и Фрайбургского университетов представили новый класс амфифильных гибридных частиц, которые состоят из нерастворимого в воде неорганического наноразмерного ядра, окруженного щетиноподобным слоем из гидрофильных полимерных цепочек.

Амфифильные молекулы - молекулы, у которых одна часть обладает свойством гидрофильности (хорошей смачиваемостью водой), а противоположная — гидрофобностью (плохой смачиваемостью), спонтанно объединяются в водных растворах в надмолекулярные структуры. Эти структуры напоминают капсулы или сдвоенные слои. На этом свойстве основано действие, например, чистящих и моющих средств. Грязь как бы заворачивается в тензидные капсулы и, таким образом, становится водорастворимой. Клеточные мембраны обладают тем же свойством: они представляют собой не что иное, как липидные сдвоенные слои — два слоя липидных молекул, своими гидрофобными сторонами развернутых друг к другу, а гидрофильными — к окружающей их водной среде.

Наночастицы, открытые немецкими учеными, состоят из селенида кадмия и сульфида кадмия. Цепочки оксида полиэтилена прикреплены к наночастицам с помощью аминовых групп. Тип надмолекулярных структур, возникающих в водном растворе, зависит от того, насколько плотно шарики покрыты полимерными «щетинками»: если очень плотно, то гибридные частицы остаются в растворе поодиночке, поскольку щетинки отталкиваются друг от друга; если же они расположены на поверхности частиц менее плотно, то последние образуют димеры и тримеры; если плотность еще меньше, щетины частицы объединяются в длинные ветвящиеся червеобразные образования, вместе составляющие подобие сети. Для того, чтобы частицы соединились, щетинки на их поверхностях должны значительно реорганизоваться: сдвигаясь в сторону, они освобождают места контакта между частицами.

Капсулы из шариков

Ядра с еще меньшим числом полимерных щетинок объединяются в обширные искривленные поверхности, которые образуют подобие напоминающих капсулы пузырьков. Стенки таких пузырьков состоят из монослоя «щетинистых» частиц.

Покрытые полимерами шарики могут быть использованы, к примеру, для изоляции биологически активных веществ путем заключения их в оболочку, в качестве контрастного вещества, а также как упорядоченные жидкокристаллические фазы для изготовления наноструктурированных гибридных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: nanojournal.ru