محققان راهبرد پایین به بالا را برای تولید دسته جدیدی از نانومواد به نام نانوذرات آلی بهبود یافته به کار گرفتند.
تولید نانوذرات آلی بهبود یافته؛ دسته جدیدی از مواد نانویی
نانوذرات دارای کاربردهای متنوعی از تحویل دارو گرفته تا الکترونیک و تصفیه هوا هستند. اندازه کوچک و خصوصیات قابل تنظیم آن‌ها باعث می‌شود برای پیشرفت‌های فناورانه و به ویژه تحقیقات علمی ارزشمند باشند. هنگامی که پلیمرهای ساخته شده از نانوذرات با هم پیوند می‌خورند، عملکرد این مواد که نانوذرات آلی بهبود یافته (ONP) نامگذاری می‌شوند، از نظر شیمیایی متنوع تر از همتایان معدنی آن‌ها است، و این امکان را برای عملکرد و سفارشی‌سازی متناسب با کاربردهای خاص زیست‌پزشکی و فناوری فراهم می‌کند. با این حال، به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی، این مواد بسیار محدود هستند.
به تازگی مقاله‌ای در PNAS منتشر شده است که در آن محققان تأثیر شاخه‌سازی و ایجاد اتصال شیمیایی متقابل ONP را بررسی کردند، فرایندی که در آن دو مکانیسم با هم ترکیب شده و یک شبکه پیوندی متراکم را ایجاد می‌کنند.
کریشتف ماتیجاسروسکی و مایکل بوکستالر از دانشگاه کارنگی ملون نشان دادند که راهبرد ارائه شده آن‌ها می‌تواند هم از نظر عملکرد و هم خواص الاستیک محصول نهایی را تنظیم کند. این رویکرد پایین به بالا برای تولید مواد عامل‌دار به منظور استفاده در حوزه‌های مختلف مناسب است. این کار، توسط چند مرکز مختلف نظیر دانشگاه هیوستون و موسسه تحقیقات پلیمر مکس پلانک پشتیبانی شده، درک اساسی از پارامترهای کننده ویژگی نهایی محصول ارائه کرده و روش مناسبی برای سنتز این مواد ایجاد کرده است.
بوکستالر گفت: «از طریق ترکیب این فرآیندها، ما توانسته‌ایم توانایی نانوذرات آلی را به گونه‌ای بهبود دهیم که از نظر سفتی شبیه به مواد معدنی شوند.»
این سطح از پیشرفت،کنترل ساختار و خصوصیات ONP با یک روش جدید و دقیق به نام پلیمریزاسیون رادیکال انتقال اتم (ATRP) انجام می‌شود.
کریشتف ماتیجاسروسکی می‌گوید: «این نانوذرات که با دقت طراحی شده‌اند در واقع ماکرومولکول‌های غول‌پیکر تک مولکولی هستند که جرم مولکوی آن‌ها به صد میلیون دالتون می‌رسد.»
با این فناوری جدید فرصت‌های جدیدی در طراحی نانوذرات آلی ایجاد می‌شود که می‌توان با استفاده از آن نانوذرات با خواص نوری مناسب برای استفاده در حوزه‌های مختلف تولید کرد.
