Dopaje el cepillo de polímeros con nanopartículas de oro como resultado un compuesto conmutable que cambia su espesor dependiendo del pH. Investigación por los físicos de la Universidad de tecnología de Darmstadt en la revista materia blanda puede utilizarse para el diseño de nanosensores químicos de análisis de diagnóstico o ambiental.
Cepillos poliméricos son cadenas macromoleculares que se injertan densamente en la superficie. Debido a la fuerza electrostática, la cadena se extiende desde la superficie y forma una capa de la piel-como tener un espesor de varios cientos nanómetros. Actualmente, la investigación se ha centrado en el diseño de sistemas de polímeros que responden a diversos estímulos ambientales tales como pH, temperatura o biomarcadores específicos. Físicos en TU Darmstadt y TU Berlín demostraron por primera vez cómo se puede cambiar el grosor de los pinceles de polímero mediante la combinación de nanopartículas de oro sensible al pH.
"La combinación de cadenas de polímeros y nanopartículas de oro es prometedor, especialmente en diagnóstico médico o análisis del medio ambiente," dijo Dikran Boyaciyan. El estudiante de doctorado de 30 años trabaja en el grupo de "Materia blanda Interfacial" dirigido por el profesor Regin von Kleinzin.
"Esta tecnología está todavía en las primeras etapas de desarrollo, y el objetivo principal es cómo la interacción entre el sistema de polímero y las nanopartículas puede estar ajustada y calibrada en un ambiente controlado," Boyaciyan, explicó. Polímeros inteligentes pueden utilizarse para Informe nanosensores químicos de las toxinas o las células cancerosas, parámetros de órgano monitor o destino drogas liberan en el cuerpo humano.
Boyaciyan probado dos tipos de polímeros resistente al pH para su uso a largo plazo como un sensor: PNIPAM no iónicos y catiónico PMETAC. El primero se considera inadecuado porque las partículas de oro se lavan lejos el cepillo en el pH alto. Sin embargo, en cepillos PMETAC catiónicos, partículas de oro no son afectadas por cambios en el pH.
Además, Boyaciyan fue capaz de demostrar cómo preparar un interruptor reversible pH complejo de PMETAC mediante la incorporación de nanopartículas de oro y cómo funciona la formación de complejos. En un ambiente ácido, las partículas pierden carga y se producen interacciones de partículas partículas e interacciones de la partícula-cepillo. Esto hace que el cepillo se hinche debido a que su cadena es menos restringida.
Por el contrario, un ambiente alcalino crea una carga negativa de las partículas y se prefiere la interacción con un cepillo cargado positivamente. El colapso de la cadena hace que la capa del cepillo para convertirse en la más fina.
Puesto que la variación de espesor también afecta la composición espectral de la luz reflejada, el material puede utilizarse como un nanosensor colorimétrico. Debido a su tamaño muy pequeño, puede acoplarse a microlasers y espectrómetros, que en el futuro se pueden utilizar en sistemas de chip de laboratorio e incluso en células humanas.
