محققان لبنانی به بررسی برهم‌کنش میان نانوذرات و مولکول‌های حلال موجود در محیط پرداختند و دیدگاه‌های تازه‌ای در مورد چیدمان مولکول‌های آب در اطراف نانوذرات اکسید آهن ارائه کردند.
تعامل مولکول‌های آب با نانوذرات مغناطیسی چگونه است؟
با توجه به گسترش دامنه تحقیقات درحوزه نانوذرات و استفاده از آنها در محصولات مختلف، لازم است تعامل این نانوذرات با محیط اطراف بررسی شود. از این‌رو یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه بیروت به بررسی تعامل نانوذرات مغناطیسی با محیط سیال اطراف در مقیاس اتمی پرداختند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Atomic insight into hydration shells around facetted nanoparticles در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.
مدت‌هاست که محققان چنین فرض می‌کنند که مولکول‌های سیال در اطراف نانوذرات، پوسته‌ای ایجاد می‌کنند که به آن پوسته حلال گفته می‌شود، در صورتی که حلال آب باشد به آن پوسته هیدراته گفته می‌شود که بین ۳ تا ۵ لایه مجزا است. تاکنون فقط اطلاعات ابعاد و تعداد لایه‌های این پوسته در دسترس دانشمندان بوده است.
این گروه تحقیقاتی به رهبری میریجام زوبل نگاه نزدیک‌تری به ساختار این لایه‌ها داشته‌اند. آنها اندازه‌گیری اشعه ایکس پرانرژی و سینکروترون الکترونی را در این تحقیق به کار گرفتند. آنها روی نانوذرات مغناطیسی متمرکز بودند که کاربرد وسیعی در پزشکی و تصویربرداری دارد.
در این پروژه محققان نشان دادند که می‌توان فاصله میان مولکول‌های آب و نانوذرات را با دقت اندازه‌گیری کرد. آنها نشان دادند که مولکول‌های آب چگونه به نانوذره می‌چسبند.
زوبل می‌گوید: «برای من جالب بود که دیدم آب در مجاورت نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به‌گونه‌ای جاگیری می‌کند که شبیه چیدمان مولکول‌های آب روی سطح اکسید آهن در مقیاس ماکروسکوپی است. ما توانستیم نشان دهیم که مولکول‌های سیال در نزدیکی نانوذرات متناسب با ساختار بلوری نانوذرات پیکربندی خواهند داشت. اما مولکول‌های آلی موجود در سطح نانوذرات تأثیر مستقیمی روی چیدمان مولکول‌های سیال ندارند.»
دانستن نقش مولکول‌های آلی در این فرآیند بسیار مهم است چرا که این مولکول‌ها معمولاً برای پایدار نگه‌داشتن نانوذرات به آنها افزوده می‌شود. این گروه تحقیقاتی متقاعد شدند که می‌توان از این روش برای تحقیقات بیشتر در این حوزه استفاده کرد. در آینده نزدیک با این روش امکان کشف دیدگاه‌های جدید پیرامون حلال‌ها فراهم می‌شود.
