Le nanoparticelle hanno proprietà uniche che le rendono strumenti eccezionali con una varietà di applicazioni, dalla medicina all'elettronica. Uno dei fatti meno noti su di loro è che la loro superficie gioca un ruolo cruciale nel loro comportamento e funzionalità.
La ricerca condotta da Vladimir Baulin, illustre ricercatore presso il Dipartimento di Chimica Fisica e Inorganica dell'Universitat Rovira i Virgili e Wolfgang Parak, docente presso l'Universität Hamburg, ha rivelato che le molecole chiamate ligandi possono creare ambienti locali unici all'interno della superficie delle nanoparticelle. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati in Accounts of Chemical Research .
Lo studio ha dimostrato che i ligandi agiscono come uno strato protettivo che fornisce stabilità alle nanoparticelle e ne impedisce l’accumulo. Ma la loro influenza va oltre la semplice stabilità.
Secondo questa ricerca, i ligandi possono anche modificare la loro carica superficiale attirando o respingendo gli ioni. Ciò modifica la carica effettiva della nanoparticella e, quindi, le sue proprietà. Questo fenomeno è noto come "screening Debye".
"Questo cambiamento nella carica può avere un effetto domino e influenzare altre proprietà che inizialmente potrebbero essere state trascurate. Questo ambiente locale può avere un impatto significativo sul comportamento della nanoparticella, alterando le sue interazioni con altre molecole e influenzandone la funzionalità." aggiunge Baulin.
Comprendere il ruolo dei ligandi e la loro capacità di creare ambienti locali diversi è fondamentale se il campo di ricerca vuole determinare come possono influenzare il comportamento delle nanoparticelle in applicazioni come il rilevamento, la somministrazione di farmaci o la catalisi
In particolare, questo fenomeno di alterazione delle proprietà superficiali ha implicazioni significative per le applicazioni di rilevamento. La concentrazione delle sostanze da misurare può variare notevolmente se queste si trovano vicino alla superficie della nanoparticella rispetto alla soluzione in generale. Comprendere e sfruttare questa variazione può portare allo sviluppo di tecnologie di rilevamento più accurate e sensibili.
Inoltre, il ruolo dei ligandi può essere sfruttato anche per modulare le reazioni chimiche che avvengono in prossimità della superficie della nanoparticella. Progettando attentamente i ligandi, è possibile creare ambienti che filtrano selettivamente le molecole, accelerano le reazioni o attraggono proteine specifiche, anche a basse concentrazioni.
Queste scoperte possono avere un impatto significativo in vari campi, dalla salute alla produzione chimica e alle nanotecnologie.
Ulteriori informazioni: Florian Schulz et al, Ambienti locali creati dal rivestimento di ligandi di nanoparticelle e loro implicazioni per il rilevamento e le reazioni superficiali, Resoconti della ricerca chimica (2023). DOI:10.1021/acs.accounts.3c00139
Informazioni sul giornale: Conti della ricerca chimica
Fornito da Università di Rovira i Virgili
