Tworzenie się kryształów w płynach jonowych
Krystalizacja jest ważnym procesem w różnych dziedzinach przemysłu, np. w farmacji i elektronice. Ma też ogromne znaczenie w badaniach nad strukturą białek. Aby wspomóc proces tworzenia się kryształów, można zastosować płyny jonowe, lecz mechanizmy działania tych płynów jako rozpuszczalników są nieznane. W projekcie "Crystallization in iIonic liquid solutions" (CRYSTILS) korzystano z płynów jonowych jako dodatków, aby zbadać ich wpływ na proces krystalizacji w roztworach wodnych. Celem projektu było zaprojektowanie rozpuszczalnika wodnego o przewidywalnych właściwościach, umożliwiającego kontrolowanie procesu krystalizacji. Układem modelowym była precypitacja kryształów siarczanu baru w roztworach o różnej zawartości płynów jonowych. Pierwszym ważnym odkryciem było ustanowienie zależności pomiędzy przewodnością zastosowanego płynu jonowego a wielkością ulegających precypitacji cząstek kryształowych. Badania w tym modelu pozwoliły też określić fundamentalne właściwości nukleacji w roztworach wodnych jonów, takie jak różne efekty precypitacji na powierzchni stykającej się z płynem i wewnątrz kryształu. Obserwowane właściwości były zwykle wspólne dla kryształów nieorganicznych i białkowych. Na końcowym etapie projektu CRYSTILS wykorzystano uzyskane wyniki, aby zsyntetyzować kryształy nieorganiczne o określonych właściwościach. Uzyskano złożone struktury krystaliczne, kryształy przepuszczalne i kryształy z wewnętrznymi pustymi przestrzeniami. Wiedza doświadczalna uzyskana w trakcie projektu CRYSTILS stanowi solidne podstawy pod dalsze prace na tym nowym polu. Wyjaśnienie zależności pomiędzy płynem jonowym dodanym do roztworu i wytrącaniem kryształów z tego roztworu umożliwi wytworzenie nowych, funkcjonalnych materiałów.
Słowa kluczowe
Kryształy, płyn jonowy, krystalizacja, struktura białka, rozpuszczalniki, precypitacja, nukleacja, roztwór wodny jonów, kryształ nieorganiczny, materiał funkcjonalny
