Molekulinis savęs surinkimas: nauja tvarka | NPP Azijos medžiagos

Molekulinis savęs surinkimas: nauja tvarka | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Mažos aromatinės molekulės gali pakeisti amfifilinių molekulių savimonės savybes.

Daugelis biomolekulių savaime susirenka į sudėtingas biologines struktūras, kurios sudaro gyvenimo pagrindą. Chemikai, įkvėpti šių procesų, dabar tiria sintetines molekules, kurios taip pat gali savaime susiburti į didesnes struktūras praktiniam pritaikymui.

Amfifilinės molekulės turi hidrofobinį ir hidrofilinį segmentus ir buvo plačiai ištirtos dėl jų savimonės galimybių. Dabar tyrėjai iš Korėjos 1 suprojektavo Y formos amfifilines molekules su aromatine šerdimi ir ištyrė jų savaiminį sujungimą į pluoštus, juosteles ir gelius.

Image

1 pav. (A) A formos amfifilinės molekulės, turinčios Y formos struktūrą ir aromatinę šerdį. B) TEM vaizdas plokščių juostelių su nedažymu, pradinis juostelės vaizdas su neigiamu dažymu rodo, kad įvedus Nilo raudonumą, nanopluoštai susilieja su plokščiais kaspinais. .

Šios Y formos molekulės, savarankiškai surinktos į micelius, - į pompomas panašias struktūras, turinčias hidrofobinę šerdį ir hidrofilinę halogeną, veikiamos vandens. Kai tyrėjai sutrumpino hidrofilinių grandinių, sudarančių halus ant micelių, ilgį, pluoštai surinko. Tyrėjai mano, kad tai įvyko dėl stipresnės santykinės hidrofobinių dalių, įskaitant alkilo grandines ir aromatinius molekulių segmentus, tarpusavio sąveikos ir micelių struktūros tarpfazinio kreivumo sumažėjimo.

Hidrofobiniai segmentai pluoštų šerdyse buvo išdėstyti radialiai dėl išsišakojusių alkilo grandinių. Lee ir kolegos manė, kad jei į hidrofobinę šerdį bus įvestos mažos aromatinės molekulės, gali būti stebimas lygiagretus hidrofobinių segmentų pakavimas. Kai tyrėjai į pluoštą pridėjo Nilo raudonį, šios aromatinių dažų molekulės veikė kaip klijai tarp amfifilinių molekulių aromatinių segmentų, sukuriančių plokščias juosteles, o hidrofobiniai komponentai kristaluojasi į labai tvarkingą struktūrą. Pluoštas gali būti regeneruotas pašalinus Nilo raudonį. Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopija atskleidė, kad nepatogi Y formos molekulių architektūra neleidžia molekulėms kristalizuotis, tačiau pridėjus „Nile Red“, galima dominuoti tam tikroms patrauklioms molekulių sąveikoms ir pasiekiamos tvarkingesnės struktūros.

Galiausiai tyrėjai atskleidė, kad cilindriniai nanopluoštai gali sudaryti gelius vandeniniame tirpale, kuriame yra 10% etanolio; tolesnis Nilo raudonojo pridėjimas davė plokščią dvimatę struktūrą ir galiausiai skysčio fazę procese, vadinamame gelio-solinio perėjimo būdu.

Autoriai teigia, kad tokia struktūrinė transformacija, atsirandanti dėl išorinio stimulo - šiuo atveju „Nile Red“ įvedimas - gali būti naudinga kuriant intelektualias nanoskalės medžiagas, turinčias iš anksto apibrėžtą struktūrą ir funkcijas.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.