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Functionalizing la Superficie de Nanoparticles: Las Aproximaciones Usadas en el Instituto de Adolfo Merkle

El Dr. Hervé Dietsch y Profesor Peter Schurtenberger, Instituto y Centro para los Nanomaterials, Universidad de Adolfo Merkle de Fribourg de Fribourg
Autor Correspondiente: herve.dietsch@unifr.ch

Para su integración en una matriz deseada, los nanoparticles requieren a menudo un tratamiento superficial después o durante de su síntesis hacerlos compatibles con el material de matriz circundante. Las partículas Coloidales son por definición una suspensión de las partículas duras o suaves suspendidas en una solución. Para una síntesis acertada y una estabilidad coloidal, una estabilización superficial es necesaria, que puede ser electroestática o estérica.

Los nanoparticles del látex del Sílice2 (SiO) (PS) y del poliestireno son probablemente las partículas más usadas, debido a la facilidad para sintetizarlas en una escala grande (del gramo) para las diversas aplicaciones fundamentales y aplicadas de la investigación.

Las partículas del Poliestireno se hacen generalmente usando la polimerización de la emulsión o de la dispersión del monómero del estireno. Ambos, el iniciador y la presencia tensioactivador, pueden contribuir a la estabilización electroestática de las partículas, que las previene para formar los agregados. No Obstante esta estabilización se limita a menudo a una carga por el tensioactivador, que nos llevó a desarrollar enfoques alternativos.

El Dr. Dietsch y Profesor Schurtenberger en el Instituto de Adolfo Merkle pueden ahora aumentar la barrera electroestática usando los copolímeros de bloque amphiphilic como estabilizador para la polimerización1. Las partículas del memoria-shell de PS-PSS (Sulfonato del Poliestireno-Poliestireno) obtenidas así tienen una densidad de carga activa más de 100 partículas más arriba que regulares del látex del PICOSEGUNDO de las épocas1. Otra ventaja de controlar la repulsión electroestática es el mando de la estructura formada vía mecanismos del ensamblaje del uno mismo como se ilustra en la imagen siguiente de la microscopia electrónica de transmisión (el lado izquierdo presenta una capa doble de partículas, de presentes de la cara derecha una capa monomolecular).

Las partículas del Sílice tienen la ventaja que es posible adaptar sus propiedades usando los agentes del acoplamiento del silano que injertan covalente a la superficie. Las partículas del Sílice se hacen generalmente en una escala de laboratorio usando el proceso del gel del solenoide basado en el trabajo original de Stöber y otros2. Usando la aproximación de la modificación superficial, el Dr. Dietsch y Profesor Schurtenberger podrían mostrar que es posible sintetizar los materiales libres del nanocomposite de la agregación con las partículas integradas del sílice en una matriz del polimetilmetacrilato (PMMA)3.

Debido a la facilidad para modificar los grupos superficiales del silanol de partículas del sílice, las capas finas del sílice en nanoparticles pueden abrir la manera para una química superficial adaptada de una amplia variedad de diversos nanomaterials.

El método general de Graf y otros4 se puede adaptar a casi cualquier clase de partículas para aumentar la estabilidad coloidal de las partículas. Esto implica en un primer paso de progresión la adsorción del polímero de la polividona (PVP) en la superficie de la partícula. Esto aumenta la estabilidad de una suspensión en un factor 6. Este método se puede adaptar para los nanoparticles de la hematita5, que se utilizan como partículas modelo, porque su morfología puede fácilmente ser controlada con los parámetros de la síntesis.

Para con excepción de los nanoparticles del óxido la superficie se puede modificar usando la adsorción de los agentes del fosfato. Como un ejemplo, el Dr. Dietsch y Profesor Schurtenberger han desarrollado un agente de la superficie de la química del tecleo en colaboración con Professot Mingdi Yan en la Universidad de Estado de Portland y han probado la inmovilización covalente de partículas magnéticas sobre la superficie de las bacterias de E-Coli6.

El Dr. Dietsch y Profesor Schurtenberger quisieran señalar que no importe a menudo cómo se hace la modificación superficial, él pueda ser química covalente, química del tecleo, adsorción de un fosfato, un tensioactivador, un polielectrolito7 o simple modificación directamente durante la síntesis. Sigue habiendo la modificación Superficial, en la mayoría de los casos un factor clave controlar las acciones recíprocas de partículas suspendidas en una matriz deseada para lograr suspensiones estables o agregar los materiales libres del nanocomposite.


Referencias

1. Mohanty P.S., Dietsch H. Rubatat L., Stradner A., Matsumoto K., Matsuoka H. y Schurtenberger P., Langmuir 25 (4), 1940, 2009.
2. Stöber W., Fink, A. y Bohn E., Gorrón del Coloide y Ciencia del Interfaz 26 (1), 62, 1968.
3. M. Saric, H. Dietsch y Aspectos de P. Schurtenberger, de los Coloides y de las Superficies A, Fisicoquímicos y de Ingeniería, (2006), 291, 110-116.
4. Graf C. Vossen D.L.J, Imhof A. y van Blaaderen A., Langmuir 19 (17), 6693, 2003.
5. Dietsch H., Malik V., Reufer M., Dagallier C., Shalkevich A., Saric M., Gibaud T., Cardinaux F., Scheffold F., Stradner A. y P. Schurtenberger, Chimia, 62 (10), 805, 2008.
6. Izquierda de Liu, Dietsch H., Schurtenberger P. y Yan M., Química de Bioconjugate, 20 (7), 1349-55, 2009.
7. Radice S., Núcleo De Condensación P., Dietsch H., Mischler S. y Michler J., Gorrón del Coloide y Ciencia 318 (2) 264, 2008 del Interfaz.

Derechos De Autor AZoNano.com, el Dr. Hervé Dietsch (Instituto de Adolfo Merkle y Centro de Fribourg para los Nanomaterials)

Date Added: Oct 14, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

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