Nanocząstki można trwale i szybko związać z podłożem za pomocą chemicznych "zatrzasków". Nowatorski sposób ich łączenia powstał w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Zbudowane w ten sposób podłoża można wykorzystać w czujnikach, wykrywających obecność konserwantów w żywności.
Nanocząstki z podłożem można połączyć równie łatwo jak napy łączą poły ubrania. Wystarczy charakterystyczny „klik!” i gotowe. Na podobnej zasadzie działa jedna z najnowszych metoda syntezy współczesnej chemii: chemia kliknięć. Cząsteczki są tu łączone w nowe związki za pomocą chemicznych „zatrzasków”.
„Chemia kliknięć przypomina budowanie nowych struktur z klocków. Samymi klockami mogą być różne związki chemiczne, ważne, aby miały pasujące do siebie +zatrzaski+. Problem pojawia się, gdy nie mają. Wtedy trzeba się zastanowić, czy do danego typu klocków nie można jakoś przymocować odpowiedniego +zatrzasku+” - mówi dr inż. Joanna Niedziółka-Jönsson z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk.
Jak informuje IChF PAN w przesłanym komunikacie, główną ideę chemii kliknięć sformułowano w ostatnich latach XX wieku. "Chemia prowadzona zgodnie z metodą +kliknięć+ ma mnóstwo zalet. Wiele reakcji przebiega tu w niskich temperaturach, na dodatek w jednym rozpuszczalniku, którym często może być przyjazna środowisku woda. Co więcej, wydajność reakcji jest wysoka: zazwyczaj wynosi ok. 80-90 proc. Uniwersalność, efektywność i selektywność chemii kliknięć przyniosły jej znaczną popularność, zwłaszcza w syntezie nowych związków organicznych" - czytamy w komunikacie IChF PAN.
Metodę chemii kliknięć stosowano do tej pory głównie do syntezy coraz bardziej złożonych związków organicznych. Teraz w IChF PAN w Warszawie udało się pokazać, że chemiczne „zatrzaski” mogą szybko, efektywnie i trwale wiązać znacznie większe obiekty: nanocząstki złota z podłożem z węgla szklistego.
„Zwykle nanocząstki są po prostu osadzane na podłożu i wiążą się z nim dość słabymi oddziaływaniami fizycznymi, np. elektrostatycznymi. My postanowiliśmy pokazać, że dzięki chemii kliknięć można je związać z podłożem chemicznie, kowalencyjnie, a więc w sposób trwały” - podkreśla dr Adam Leśniewski z IChF PAN, zdobywca grantu Iuventus Plus Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, w ramach którego zrealizowano badania.
Do wytworzenia wiązania naukowcy użyli znanych chemicznych „zatrzasków”: grupy trzech atomów azotu (grup azydkowych), które w obecności katalizatora mogą się łączyć ze znajdującymi się na końcu innych cząsteczek grupami atomów węgla (terminalnymi alkinami). W wyniku połączenia obie grupy formują trwałe pierścienie azotowo-węglowe. W prowadzonych badaniach grupy azydkowe znajdowały się na podłożu z węgla szklistego, a terminalne grupy alkinowe wprowadzono na powierzchnię nanocząstek złota.
„Pracowaliśmy z nanocząstkami złota i podłożami węglowymi, ale nasz sposób jest uniwersalny i w przyszłości może być użyty do wytwarzania podłoży z innych materiałów” - podkreśla dr inż. Niedziółka-Jönsson.
W przyszłości odmiana chemii kliknięć zaproponowana przez naukowców z IChF PAN może znaleźć zastosowania przy produkcji nowych, trwałych podłoży do różnego typu czujników chemicznych i elektrod pracujących w układach przepływowych. Czujniki budowane w oparciu o takie podłoża mogą służyć np. do wykrywania obecności konserwantów w artykułach spożywczych.
Ukryj panel
