Spazzole molecolari intelligenti
Le spazzole polimeriche sono costituite da lunghe catene di molecole collegate in un’estremità a una superficie, in modo tale che le catene si estendano lontano dal punto di ancoraggio. Sebbene le catene molecolari siano normalmente intrecciate, le molecole all’interno delle spazzole polimeriche sono così vicine tra loro che si respingono a vicenda allungandosi. Poiché queste catene possono essere innestate su molteplici substrati e risultano in grado di modificare la loro struttura in risposta a stimoli ambientali, sono promettenti per la progettazione di materiali intelligenti. Il progetto POLYBRUSH (Dynamics in polymer brush-nanoparticle systems), finanziato dall’UE, ha sviluppato un modello di sistema per meglio comprendere il funzionamento delle spazzole polimeriche. Poiché la maggior parte delle applicazioni necessitano dell’interazione tra spazzole polimeriche e nanoparticelle, il progetto POLYBRUSH ha sviluppato un sistema nanoparticella d’oro-spazzola polimerica. I ricercatori hanno in primo luogo ancorato spazzole polimeriche aventi diverse proprietà e lunghezze di catena a un substrato di silicio, e hanno successivamente analizzato le loro strutture utilizzando avanzate tecniche di immaginografia. In secondo luogo, le nanoparticelle d’oro sono state adattate per renderle più stabili nell’incorporazione con le spazzole polimeriche. I ricercatori hanno utilizzato l’insulina, contenente atomi di zolfo, i quali si legano fortemente all’oro. Questa “copertura di insulina” ha reso le nanoparticelle d’oro molto stabili anche in condizioni difficili. Poiché le nanoparticelle di oro ricoperte di insulina sono solubili in acqua, ciò le rende molto utili anche per applicazioni biomediche. Questo studio ha superato molte sfide che impedivano agli scienziati di studiare la dinamica di tali sistemi complessi. La comprensione delle interazioni tra nanoparticelle e spazzole polimeriche permetterà ai ricercatori di migliorare la loro progettazione per le applicazioni mediche, ambientali e industriali.
Parole chiave
Materiali intelligenti, spazzole polimeriche, nanoparticelle, oro, rivestimento di insulina
