Fig. 1 Micrografie ottiche di aggregati formati da microparticelle di β-ciclodestrina (βCD(x)-SAP, particelle incolori) e microparticelle di adamantano (Ad(y)-SAP, particelle rosse). 26,7% in moli di contenuto di CD, X, era del 26,7% in moli, I contenuti dell'annuncio y erano 5,2 e 15,1% in moli. Credito:Università di Osaka
Gli scienziati della Graduate School of Science dell'Università di Osaka hanno creato microparticelle di polimeri superassorbenti (SAP) che si autoassemblano in strutture che possono essere modificate regolando la proporzione del tipo di particella. Questa ricerca potrebbe portare a nuovi "materiali intelligenti" biomimetici sintonizzabili in grado di rilevare e rispondere a sostanze chimiche specifiche.
Le molecole biologiche negli organismi viventi hanno una notevole capacità di formare strutture autoassemblanti quando innescate da una molecola esterna. Ciò ha portato gli scienziati a provare a creare altri "materiali intelligenti" che rispondano al loro ambiente. Ora, un team di ricercatori dell'Università di Osaka ha ideato un sistema sintonizzabile che coinvolge microparticelle di poli(acrilato di sodio) che possono avere uno dei due tipi di gruppi chimici attaccati. I parametri regolabili x e y si riferiscono alla percentuale molare di microparticelle con residui di β-ciclodestrina (βCD) e adamantile (Ad), rispettivamente.
"Abbiamo scoperto che la forma macroscopica degli assemblaggi formati da microparticelle dipendeva dal contenuto di residui, " afferma il co-autore senior Akihito Hashidzume. Affinché le assemblee si formino, x doveva essere almeno 22,3; però, la forma degli assiemi può essere controllata variando y. All'aumentare del valore di y, i grappoli diventavano sempre più allungati. Il team ha ipotizzato che a valori più alti di y, piccoli grappoli potrebbero formarsi presto e restare uniti, portando ad aggregati allungati. Al contrario, quando eri piccolo, i cluster si unirebbero solo dopo molte collisioni, ottenendo aggregati più sferici. Ciò fornisce un modo per sintonizzarsi sulla forma dei cluster risultanti. Il team ha misurato gli aggregati al microscopio per determinare le forme degli assemblaggi utilizzando un'analisi statistica.
"Sulla base di questi risultati, speriamo di aiutare a rivelare l'origine della diversa forma degli organismi viventi, che sono assemblaggi macroscopici controllati dal riconoscimento molecolare, ", afferma il co-autore senior Akira Harada. Questa ricerca potrebbe anche portare allo sviluppo di nuovi sensori intelligenti in grado di formare cluster abbastanza grandi da essere visti ad occhio nudo.
Fig. 2 Le proporzioni dell'aggregato (a/b) in funzione del contenuto dell'annuncio, y. Aggregati allungati si sono formati a maggiori y, in cui l'interazione era più forte. Credito:Università di Osaka
