Polimer cho'tkasini oltin nanopartikulyar bilan doping pHga qarab qalinligini o'zgartiradigan o'zgaruvchan kompozitsiyaga olib keladi. Darmshtadt Texnologiyalar Universitetida fiziklar tomonidan Yumshoq Matter jurnalida diagnostika yoki atrof-muhitni tahlil qilish uchun kimyoviy nanosensorlarni loyihalash uchun foydalanish mumkin.
Polimer cho'tkasi sirt ustida zichroq payvandlangan makromolekulyar zanjirlardir. Elektrostatik quvvat tufayli zanjir sirtdan uzanadi va bir necha yuz nanometr qalinligi bo'lgan mo'yna o'xshash qatlam hosil qiladi. Hozirgi vaqtda tadqiqotlar pH, harorat yoki maxsus biomarkerlar kabi turli xil ekologik ogohlantirishlarga javob beradigan polimer tizimlarini ishlab chiqishga qaratilgan. TU Darmstadt va Tu Berlinda fiziklar birinchi marta pHga sezgir oltin nanopartikulyarlarini birlashtirib polimer cho'tkalarning qalinligini qanday o'zgartirish mumkinligini namoyish etdi.
"Polimer zanjirlar va oltin nanopartikullarning kombinatsiyasi, ayniqsa, tibbiy diagnostika yoki atrof-muhitni tahlil qilishda umid baxsh etadi", - deydi Dikran Boyajiyan. 30-yoshli shifokor professor Regin von Kleinzin boshchiligidagi "Interfaksial Yumshoq moddalar" guruhida ishlaydi.
"Ushbu texnologiya hali rivojlanishning dastlabki bosqichlarida turibdi va asosiy maqsad polimer tizimi bilan nanopartikullar o'rtasidagi nazoratni nazorat qilinadigan muhitda sozlash va sozlash imkonini beradi", dedi Boyajiyan. Aqlli polimer materiallari toksinlar yoki saraton hujayralari uchun kimyoviy nanosensorlarni hisobot qilish, organlar parametrlarini kuzatish yoki inson organizmiga maqsadli dori vositalarini tarqatish uchun ishlatilishi mumkin.
Boyajiyan uzoq vaqt davomida sensori sifatida foydalanish uchun ikki turdagi pH-sezgir polimerlarni sinovdan o'tkazdi: no-ion bo'lmagan PNIPAM va katyonik PMETAC. Oltinning zararli moddalari yuqori pHdagi cho'tkadan uzoqlashtirilganligi uchun yaroqsiz deb hisoblanadi. Biroq, katyonik PMETAC cho'tkalari ichida, oltin zarralari pH o'zgarishlariga ta'sir qilmaydi.
Bunga qo'shimcha ravishda, Boyajiyan, PMETAC'dan qaytariladigan pH almashtirish majmuasini qanday qilib oltin nanopartikullari va ularning murakkab shakllanishi qanday qilib tayyorlanishini ko'rsatdi. Kislotali muhitda zarralar zaryadni yo'qotadi va zarracha-zarracha shovqinlarni va zarracha-cho'tkaning o'zaro ta'siri paydo bo'ladi. Bu cho'tkaning shishishiga sabab bo'ladi, chunki uning zanjiri kamroq cheklangan.
Buning aksincha, gidroksidi muhit zarralar ustida salbiy zaryad hosil qiladi va musbat zaryadlangan cho'tka bilan ta'sir o'tkazish afzallik beriladi. Zanjirning parchalanishi cho'tka qatlamini murakkablashtiradi.
Qalinligi o'zgarishi yoritilgan nurning spektral tarkibiga ta'sir qilganligi sababli material rangimetrik nanosensor sifatida ishlatilishi mumkin. Uning juda kichik hajmi tufayli mikrolaza va spektrometrlarga biriktirilishi mumkin, bu kelajakda laboratoriya chiplari tizimlarida va hatto inson hujayralarida ham qo'llanilishi mumkin.
