Doping pędzla polimeru z nanocząstek złota skutkuje przełączane kompozyt, który zmienia jej grubości w zależności od pH. Badania przez fizyków w Darmstadt University of Technology w dzienniku miękkiej materii może służyć do projektowania chemicznych nanosensors do analizy diagnostyczne lub środowiska.
Szczotki polimerowe są wielkocząsteczkowe łańcuchów, które są gęsto szczepione na powierzchni. Ze względu na siły elektrostatyczne łańcuch rozciąga się od powierzchni i tworzy warstwę futra, jak o grubości kilku kilkuset nanometrów. Obecnie badania koncentrowały się na projektowanie systemów polimerowych, które reagują na różne bodźce środowiskowe, takie jak pH, temperatury lub specyficznych biomarkerów. Fizyków w Berlinie TU i TU Darmstadt wykazano po raz pierwszy, jak grubość szczotki polimerowe mogą być przełączane łącząc nanocząstek złota wrażliwego na pH.
"Połączenie łańcuchów polimerowych i nanocząstek złota jest obiecujący, szczególnie w diagnostyce medycznej lub analizy środowiskowe," powiedział Dikran Boyaciyan. 30-letni doktorant działa w grupie "Interfacial miękkiej materii", kierowany przez prof. Regin von Kleinzin.
"Technologia ta jest nadal w początkowej fazie rozwoju, a głównym celem jest jak interakcji między systemem polimerowe nanocząsteczki mogą być dostosowane i kalibrowane w kontrolowanym środowisku," wyjaśnił Boyaciyan. Materiały polimerowe inteligentnych może służyć do raportu chemicznych nanosensors dla toksyn lub komórek nowotworowych, monitor parametrów narządu lub docelowego narkotyków zwolnić do ciała ludzkiego.
Boyaciyan przetestowane dwóch rodzajów polimerów niewrażliwe na pH do jego długotrwałego stosowania jako Czujnik: PNIPAM niejonowych i kationowych PMETAC. Pierwsza uznaje się za nieodpowiednie, ponieważ cząsteczki złota są myte od pędzla o wysokim pH. Jednak w kationowych PMETAC szczotki, cząsteczki złota nie dotyczy zmiany pH.
Ponadto Boyaciyan był w stanie wykazać, jak przygotować odwracalne pH przełącznik zespolony z PMETAC przez zawierających nanocząstki złota i jak działa ich formacji złożonych. W środowisku kwaśnym cząstki tracą ładunek i oddziaływań cząstek cząstek i oddziaływań cząstek szczotka wystąpić. To powoduje, że pędzel puchnąć, ponieważ jego łańcuch jest mniej ograniczony.
Natomiast środowisku zasadowym tworzy ładunek ujemny na cząstki i interakcji z dodatnio naładowane pędzla jest preferowany. Upadku łańcuchu powoduje, że warstwa szczotka do stają się cieńsze.
Ponieważ różnica grubości również wpływa na skład widmowy światła odbitego, materiał może służyć jako kolorymetryczne nanosensor. Ze względu na jego bardzo mały rozmiar może być połączony do microlasers i spektrometry, które w przyszłości mogą być używane w laboratorium chip systemów i nawet w ludzkich komórkach.
