Doping štětec polymeru s výsledky zlatých nanočástic v přepínatelný kompozitní, který mění jeho tloušťka v závislosti na pH. Výzkum podle fyziků na technické univerzitě Darmstadt v deníku měkké hmoty lze použít k návrhu chemické nanosenzory pro diagnostické či environmentální analýzy.
Polymer štětce jsou makromolekulární řetězce, které jsou hustě roubované na povrchu. V důsledku elektrostatických sil řetězci sahá od povrchu a tvoří srst jako vrstva o tloušťce několika stovek nanometrů. V současné době výzkum se zaměřuje na návrhu polymerních systémů, které reagují na různé ekologické podněty jako je pH, teploty nebo konkrétní biomarkerů. Fyzici na TU Darmstadt a TU Berlín prokázala poprvé jak tloušťka polymeru štětce lze přepínat kombinací zlaté nanočástice citlivé na pH.
"Kombinace polymerních řetězců a zlatých nanočástic je slibný, zejména v lékařské diagnostice nebo analýzy životního prostředí," řekl Petr Boyaciyan. 30rok starý doktorandka funguje v "Interfacial měkká hmota" skupina vedená profesorem Regin von Kleinzin.
"Tato technologie je stále ještě v raných fázích vývoje, a hlavním cílem je, jak interakce mezi systémem polymeru a nanočástice mohou být upraveny a kalibrované v kontrolovaném prostředí," vysvětlil Boyaciyan. Inteligentní polymerní materiály lze použít zprávy chemické nanosenzory pro toxiny nebo rakovinné buňky, varhany parametry monitoru nebo cílových lék vydat do lidského těla.
Boyaciyan testovány dva typy pH necitlivé polymerů pro dlouhodobé užívání jako senzor: PNIPAM neiontových a kationtových PMETAC. První je považován za nevhodný protože částice zlata se omyjí od štětce při vysoké hodnotě pH. Však v kationtové PMETAC kartáče, částice zlata nejsou ovlivněny změny v pH.
Kromě toho byl schopen prokázat, jak připravit komplexní reverzibilní pH switch od PMETAC začleněním zlatých nanočástic a jak funguje jejich komplexační Boyaciyan. V kyselém prostředí částice ztrácejí poplatek a interakcí částic částic a interakcí částic kartáč. To způsobí, že stopa bobtnat protože řetízku je méně omezen.
V kontrastu alkalické prostředí vytváří negativní náboj na částice a interakce s kladně nabité štětec je upřednostňována. Kolaps v řetězci způsobí stopy vrstvy se tenčí.
Vzhledem k tomu, variace tloušťky ovlivňuje také spektrální složení odraženého světla, materiál lze použít jako kolorimetrické nanosensor. Díky její velmi malé velikosti může být spojen se microlasers a spektrometry, které v budoucnu mohou být použity v systémech čip laboratorní a dokonce i v lidských buňkách.
