Doping polymer pensel med gull nanopartikler gir valgbar sammensatt som endrer tykkelsen avhengig av pH. Forskning av fysikere i Darmstadt University of Technology i journalen myk saken kan brukes til å utforme kjemiske nanosensors for diagnose eller miljømessige analyse.
Polymer børster er macromolecular kjeder som er tett podet på overflaten. På grunn av elektrostatisk styrken, kjeden strekker seg fra overflaten og danner et pels som lag har en tykkelse på flere hundre nanometer. Foreløpig har forskning fokusert på utformingen av polymer systemer som reagerer på ulike miljømessige stimuli som pH, temperatur eller bestemte biomarkers. Fysikere ved TU Darmstadt og TU Berlin vist for første gang hvordan tykkelsen av polymer børster kan bli slått ved å kombinere pH-sensitive gull nanopartikler.
"Kombinasjonen av polymer kjeder og gull nanopartikler er lovende, spesielt i medisinsk diagnostikk eller miljømessige analyse," sa Dikran Boyaciyan. Den 30-år gamle doktorgradsstudent fungerer i gruppen "Interfacial myk saken" ledet av Professor Regin von Kleinzin.
– Denne teknologien er fortsatt i tidlige stadier av utviklingen, og Hovedmålet er hvordan samspillet mellom polymer og nanopartikler kan justeres og kalibrert i et kontrollert miljø,"Boyaciyan forklart. Smart polymer materialer kan brukes til å rapportere kjemiske nanosensors for giftstoffer eller kreftceller, organ ytelse Monitor eller målet narkotika slipper inn i menneskekroppen.
Boyaciyan testet to typer pH-ufølsom polymerer for langsiktig bruk som en sensor: ikke-ioniske PNIPAM og kationisk PMETAC. Tidligere anses å være upassende fordi gull partikler er vasket fra penselen på høy pH. Men i kationisk PMETAC børster påvirkes gull partikler ikke av endringer i pH.
I tillegg var Boyaciyan i stand til å demonstrere hvordan å forberede en reversibel pH bryter komplekse fra PMETAC ved å innlemme gull nanopartikler og hvordan deres komplekse dannelse fungerer. I en syrlig miljø, partikler miste kostnad og partikkel-partikkel interaksjoner og partikkel-børste interaksjoner skje. Dette fører til børsten til å hovne opp fordi det er færre restriksjoner.
Derimot et alkalisk miljø skaper en negativ ladning på partikler og samhandling med positivt ladede pensel foretrekkes. Sammenbruddet av kjeden forårsaker pensel laget å bli tynnere.
Siden tykkelse variasjonen påvirker også spectral sammensetningen av det reflekterte lyset, kan materialet brukes som en kolorimetrisk nanosensor. På grunn av dens liten størrelse, kan det kobles til microlasers og spektrometre, som senere kan brukes i laboratoriet chip-systemer og selv i menneskelige celler.
