Nauka dla Społeczeństwa

22.02.2024
PL EN
30.11.2023 aktualizacja 01.12.2023

Karmienie polimerowego boa, dusiciela nanorurek

Fot. Adobe Stock Fot. Adobe Stock

Przyśpieszenie działania polimerów, które owijają się wokół wybranego typu nanorurek tak, by można było wyizolować je do przyszłych zastosowań, opisali naukowcy z Politechniki Śląskiej. Do "karmienia polimerowego węża boa, dusiciela nanorurek" porównał ten proces szef zespołu, prof. Dawid Janas.

Zdaniem eksperta, metoda "na sytego węża" przyspieszy zastosowania nanorurek w życiu codziennym. Współautorami artykułu na ten temat w czasopiśmie Materials Horizons są: Dominik Just, Andrzej Dzienia, Karolina Milowska (Uniwersytet Cambridge), Anna Mielańczyk i Dawid Janas.

WYZWANIE DLA NAJDROŻSZYCH MIKROSKOPÓW

W laboratorium prof. Janasa na Politechnice Śląskiej naukowcy zajmują się m.in. oczyszczaniem mieszanin jednościennych nanorurek węglowych. Jak podkreśla w rozmowie z PAP naukowiec, są to materiały o ogromnym potencjale, jednak, niestety, wciąż otrzymuje się je w formie mieszanek różnych rodzajów. Ale mieszanki nie nadają się do przełomowych zastosowań. Jedynie konkretne nanorurki o ściśle określonej strukturze będą mogły zostać wykorzystane w diagnostyce medycznej czy fotowoltaice.

"By zmienić ten stan rzeczy, konieczne jest wydzielenie z mieszaniny wybranych typów nanorurek o ściśle określonych właściwościach, skrojonych na miarę oczekiwanych zastosowań. Problem w tym, że oczyszczanie tego materiału stanowi duże wyzwanie, bo nanorurki składające się na mieszaninę są bardzo niewielkie (ok. 50 tysięcy razy mniejsze niż ludzki włos) i tylko nieznacznie różnią się od siebie. Nierzadko średnice dwóch gatunków nanorurek dzieli 0,1 nm i mniej, co trudno zaobserwować nawet za pomocą najdroższych mikroskopów elektronowych" - obrazuje prof. Dawid Janas.

METODA "NA WĘŻA BOA"

W ostatnich latach badacze poczynili duży postęp w tym zakresie, opracowując wiele sposobów na izolację kilku typów nanorurek. Szczególnie efektywne w tym względzie okazały się syntezowane przez nich polimery sprzężone.

"Polimery te zdolne są owinąć się jak boa tylko wokół jednego typu nanorurek w roztworze. Umożliwiają tym samym ich odzyskanie z mieszaniny - mówi PAP prof. Janas. -Niestety, do tej pory nasz polimerowy wąż nie był zdolny do kompromisu. Albo owijał się wokół małej ilości jednego typu nanorurek dając czysty produkt o małym stężeniu, albo opatulał różne typy nanorurek generując odpowiednio stężony, ale słabej jakości produkt."

POLIMERY POWOLNE... BO GŁODNE?

Problemu naukowcy upatrywali w powolnym działaniu polimerów. "Podobnie jak boa, którego maksymalna szybkość poruszania się to tylko ok. 1/3 prędkości chodu człowieka, tak i nasze polimery są dość opieszałe. Ich duży rozmiar cząsteczkowy sprawia, że nawet jeśli preferują wybrany typ nanorurek, to owijają się wokół nich w roztworze w bardzo ociężały sposób. Co za tym idzie, ekstrakcja nanorurek polimerem daje niezadowalającą ilość czystego produktu. Potrzebowaliśmy znaleźć sposób, by tchnąć życie w naszego polimerowego boa; by stał się mniej flegmatyczny" - opowiada naukowiec.

Strzałem w dziesiątkę okazało się "nakarmienie" go związkami małocząsteczkowymi, takimi jak 2,5-dibromotiofen. "Dodanie ich do roztworu sprawiło, że polimerowy gad zaczął owijać się wokół pożądanego typu nanorurek dużo mocniej i szybciej, co potwierdziły wyniki modelowania komputerowego. W rezultacie, zwiększyliśmy dziesięciokrotnie ilość otrzymywanych nanorurek, które były tylko jednego, pożądanego typu" - podsumowuje prof. Janas. Jego zdaniem to odkrycie znacząco przybliża wykorzystanie nanorurek w życiu codziennym.

Badania były prowadzone ze środków Narodowego Centrum Nauki i Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej NAWA.
 

Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ bar/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2024