Kontrolowane składanie skupisk nanocząsteczek
Nanocząsteczki to mikroskopijne materiały, które w co najmniej jednym wymiarze są mniejsze niż 100 nm, czyli ponad 10 razy mniejsze od średnicy ludzkiej krwinki. Pełne wykorzystanie potencjału zmodyfikowanych nanocząsteczek wymaga bardzo dokładnego poznania i kontrolowania procesów ich syntezy i składania w celu uzyskania pożądanych właściwości i funkcji. Naukowcy korzystający z dofinansowania UE dla projektu UNION (Ultra-versatile nanoparticle integration into organized nanoclusters) podjęli się zadania polegającego na opracowaniu niezbędnej technologii kontrolowania nanocząsteczek. Mieli nadzieję, że kontrolowane przygotowanie hierarchicznie uporządkowanych skupisk nanocząsteczek umożliwi stworzenie nowej generacji produktów nanotechnologicznych. Konsorcjum projektowe złożone z ośmiu partnerów badawczych z różnych dziedzin, w tym czterech przedsiębiorstw komercyjnych było doskonale przygotowane do tworzenia skalowalnych i opłacalnych procesów ukierunkowanych na konkretne zastosowania. Dzięki poświęceniu dużej uwagi ocenie aspektów środowiskowych i BHP oraz przygotowaniu planu komercjalizacji przedmiotowe technologie bardzo szybko trafiły na rynek i przyniosły maksymalne korzyści producentom i całej gospodarce UE. Naukowcy zajęli się trzema rodzajami materiałów hierarchicznych do różnych obszarów zastosowań. Zastosowania biomedyczne skupiły się na poszczególnych skupiskach nanocząsteczek magnetycznych zamkniętych w lipidach i utorują drogę do pionierskich zastosowań w diagnostyce i systemach podawania leków. Trwają prace nad wspomaganymi układami dwuwymiarowymi plazmonowych/fluorescencyjnych skupisk nanocząsteczek do zaawansowanych zastosowań wykrywania z dużą przepustowością i oświetlenia. Z punktu widzenia generowania elektryczności i chłodzenia ciał stałych bardzo obiecujące wydają się być nanokompozyty 3D do układów termoelektrycznych (które generują elektryczność z różnicy temperatur lub na odwrót). Zsyntetyzowano i scharakteryzowano wiele skupisk nanocząsteczek do wszystkich przewidywanych zastosowań. Stworzone narzędzia wspomagające projektowanie i przygotowywanie hierarchicznych skupisk nanocząsteczek to między innymi technika monitorowania umożliwiająca ocenę rozmiarów nanocząsteczek w czasie rzeczywistym na podstawie lokalnego rozpraszania światła oraz sprawdzone modele procesu formowania skupisk nanocząsteczek. Aby ułatwić wykorzystanie komercyjne, badacze opracowali dla nanomateriałów protokoły oceny oddziaływania środowiskowego i BHP oraz analizy cyklu życia. Rezultaty UNION to między innymi duża biblioteka nowoczesnych nanocząstek i skupisk nanocząsteczek o interesujących właściwościach, produkowanych z wykorzystaniem procesów przyjaznych dla środowiska. Wykazano, że te procesy w cyklu życia zmniejszają wpływ na środowisko i zostały poddane ocenie komercyjnej. Nowatorskie techniki formowania i monitorowania do wytwarzania hierarchicznie uporządkowanych skupisk nanocząsteczek o właściwościach dostosowanych do potrzeb umożliwią projektantom i inżynierom tworzenie zupełnie nowych układów w licznych dziedzinach, co przełoży się na znaczny wpływ socjoekonomiczny. Opublikowano również 26 artykułów w wiodących czasopismach naukowych.
Słowa kluczowe
Nanocząsteczki, UNION, nanoskupiska, środowiskowy, BHP, nanomateriały
