Химики создали наночастицы, изменяющие форму под действием света

Фото: peasap / Flickr

Разработка ученых из США и Южной Кореи поможет создать самособирающиеся наноблоки, геометрическую форму которых можно изменять при помощи света или химических веществ. Для этого исследователи научились контролировать, как крепко частицы «держатся» за молекулы окружающего вещества.

В молекулярном мире даже небольшое изменение структуры, как правило, приводит к изменению физико-химических свойств или функций объекта — иногда малозаметным, иногда существенным. Эта особенность часто встречается в природных биологических системах: перестройка нескольких атомов в белке может привести к переходу в другую конформацию и изменить его ферментативную активность. Пока ученые не научились создавать столь же чувствительные искусственные системы, однако в основе некоторых разработок лежит тот же принцип.

В новом исследовании ученые показали, как использовать смачивание для создания частиц, управляемых светом и химическим воздействием. Смачивание определяется тем, насколько молекулам разных веществ «нравится» находиться в контакте друг с другом: к примеру, на жирной поверхности вода будет собираться в капли, а масло, напротив, покроет как можно большую площадь. На молекулярном уровне поведение двух веществ в месте контакта определяется количеством связей, которые образуются между молекулами.

Группа химиков из США и Южной Кореи предложила использовать смачивание и обратный процесс для создания «строительных наноблоков» самособирающихся материалов. Для этого они покрывали твердые частицы размером не более микрометра монослоем гидрофобного — избегающего контакта с водой — вещества силана. Затем частицы помещали в гидрофобную среду, где связи между гидрофобным слоем и гидрофобной жидкостью «растягивали» частицу в «неудобное» для нее положение. После этого слой силана разрушали действием химического вещества или света, и частицы освобождались от «молекулярных пут» и возвращались в свое исходное равновесное положение.

Авторы исследования полагают, что новая методика подходит для полимеров, полупроводников и магнитных частиц. Она поможет создать управляемые светом самособирающиеся строительные блоки или программируемых «микропловцов» — частицы, перемещающиеся в потоке жидкости.

Статья с описанием технологии опубликована в журнале Nature Communications.

Недавно канадские ученые создали подвижные частицы для остановки кровотечений.

Теги:

Читать еще на Чердаке: