Nanocząsteczki, które łamią reguły
Cząstki Janusa, których nazwa pochodzi od rzymskiego boga o dwóch twarzach, ponieważ posiadają dwie różne półkule funkcjonalizacji, znajdują ciekawe zastosowanie w podaży leków i magnetyzmie. Naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt "Janus nanoparticles as novel ferroelectric materials" (JANUS FERROELECTRICS), aby zbadać możliwość utworzenia nowych typów materiałów elektrycznie responsywnych na bazie cząstek Janusa. Zespół skoncentrował się na NP złota pokrytych warstwą monomolekularną cząstek wykończonych tiolem. Chemia ta jest jedną z prostszych metod badania organizacji warstwy monomolekularnej cząstek na sferycznych NP, a nanostrukturalne warstwy monomolekularne na NP złota doprowadziły niedawno do ważnych odkryć. Korzystając z rozmaitych zaawansowanych technik eksperymentalnych w celu dokonania analizy systemów, badacze odkryli bogatą dziedziczną złożoność. Poza cząsteczkami Janusa naukowcy obserwowali pasemkowe warstwy monomolekularne, nieregularnie zmieszane warstwy monomolekularne, a nawet mieszaninę obu tych warstw. Zaobserwowali także nietypową rozpuszczalność i samorzutną agregację lub samouporządkowanie w niektórych systemach stworzonych w celu badania ferroelektryczności. To zagadnienie stało się nowym przedmiotem zainteresowania członków projektu. Powszechnie znana zasada w chemii mówi o rozpuszczalności substancji o wzajemnym podobieństwie. Odnosi się ona do ogólnej idei, zgodnie z którą rozpuszczalność cząsteczki może zostać przewidziana na podstawie oceny podobieństwa strukturalnego między cząsteczką a rozpuszczalnikiem. Ma to zastosowanie do monomolekularnych warstw powierzchniowych, także o różnym składzie chemicznym, w zakresie, w jakim interakcje w sposób typowy odzwierciedlają składy chemiczne o szerokim spektrum właściwości. Zespół JANUS FERROELECTRICS odkrył ważny wyjątek od tej zasady. Mianowicie, w przypadku powłoki organicznej, która tworzy warstwę monomolekularną na powierzchni koloidalnej, chemia powierzchni pojedynczej może stać się dominująca w odniesieniu do rozpuszczalności cząsteczki. Zdaje się bowiem być zależna od krzywizny powierzchni. Naukowcy przyjrzeli się rozmaitym systemom. Przede wszystkim udało im się opracować nowe i udoskonalone techniki charakterystyki powłok organicznych na koloidach. Obejmują one metody obliczeniowe umożliwiające badanie interakcji powierzchni międzyfazowych na poziomie atomowym, technik obrazowania i dodatkowych metod obliczeniowych w celu modelowania i prognozowania obrazów uzyskanych w sposób eksperymentalny. Projekt dokonał postępów w dziedzinie materiałów i metod, dążąc do opracowania nowych, inteligentnych materiałów o nowych właściwościach zwilżania. Dzięki niemu UE zyska przewagę w dziedzinie nanotechnologii i opracowania nanomateriałów.
