Kolloid Kjemi | Jiotower
Kolloid Kjemi har alltid vært en integrert del av flere kjemiske disipliner. Alt fra preparativ uorganisk kjemi til fysisk kjemi, har forskere alltid vært fascinert i dimensjonene og mulighetene kolloider tilbyr. Siden advent av nanoteknologi og analytiske verktøy, som har utviklet seg over de siste tiårene, kolloid kjemi eller “nano-kjemi” har blitt avgjørende for høyt nivå forskning i ulike disipliner.
bidragene til Denne Spesialutgaven dekker de fleste viktige aspekter: valg, design og syntese av byggeklosser; forberedelse og modifikasjon av gel og kolloidale strukturer; analyse og anvendelse samt studiet av fysiske og fysisk-kjemiske fenomener. Viktigst, bidragene forbinder disse aspektene, relaterer dem og presenterer en omfattende oversikt.
Små molekyler kan fungere som gelatorer så vel som polymerer eller kolloider. Den kjemiske strukturen til disse byggeblokkene definerer samspillet mellom dem og dermed strukturen og egenskapene til det makroskopiske materialet. Malo De Molina et al. presentere en omfattende gjennomgang av kolloidale strukturer generert av selvmontering av amfifile molekyler. Samlinger av små molekyl tensider samt amfifile polymerer i vann kan danne hydrogeler. De resulterende morfologier blir diskutert og ruter til gelering er beskrevet. Latxague et al. vis en syntetisk tilnærming til en bolaamphiphile basert på strukturer funnet i levende natur. Basert på tymidin og en sakkariddel er to hydrofile grupper koblet symmetrisk til en hydrofob spacer via klikkkjemi. Karbamatgrupper bidrar til gelegenskaper med supramolekylær hydrogenbinding.
Geler oppnådd fra polysakkarid eller andre naturlige polymerer ble gjennomgått Av Karoyo Og Wilson og Del Valle et al. . Disse materialene holder godt løfte for anvendelse i mat, kosmetikk, biomedisin, farmasøytiske fag, men også for tekniske applikasjoner som f.eks katalyse. Skreddersydde egenskaper kreves for alle de nevnte applikasjonene, og dermed er muligheten til å kontrollere egenskaper som stabilitet, dimensjon og respons på ytre stimuli avgjørende. Karoyo og Wilson diskuterer supramolekylære interaksjoner som fører til verts-gjestesystemer og presenterer metoder for strukturell karakterisering. I tillegg til de biomedisinske utsiktene til peptidbaserte hydrogeler, del Valle et al. pek våre tilnærminger til molekylær imprinting og 3d bioprinting.
dannelsen av geler fra kolloidale strukturer presenteres av van Doorn et al. Og Ved Hijnen og Clegg . Mens van Doorn et al. studerte oppførselen til overflatefunksjonaliserte sfæriske nanopartikler, Hijnen og Clegg studerte oppførselen til sphero-sylindere i dispersjon. Van Doorn et al. funksjonaliserte overflaten av kolloidale partikler med en overflateinitiert Atomic Transfer Radical Polymerisation (ATRP) teknikk. De brukte n-isopropylakrylamid (NIPAAM) for å generere en termoresponsiv polymerkorona på partiklene. Gelerings – og gelegenskapene ble studert i avhengighet av graftingstetthet, kjedelengde og temperatur. Det er vist hvordan sofistikert partikkel design tillater kontroll av makroskopiske bulk egenskaper. Hijnen og Clegg peker på de interessante egenskapene som ikke-sfæriske partikler utviser i dispersjoner av forskjellige volumfraksjoner. De presenterer trigger-indusert faseseparasjon som et praktisk verktøy for generering av perkolerende partikkelnett.
todimensjonale strukturer laget av kolloidale partikler presenteres Av Bä Et al. . Kolloidale monolag med innstillbar interpartikkelavstand presenterer verdifulle utgangsmaterialer for flere applikasjoner, for eksempel generering av plasmoniske substrater. Det er imidlertid vanskeligheten med å fjerne slike monolayers fra grensesnittet uten å forstyrre deres posisjon og orden. Bidraget presenterer tre måter å legge inn monolaget i en polymerfilm, og skape en kolloidholdig membran som lett kan fjernes fra grensesnittet.
Ikke-sfæriske partikler brukes også Av Cohen et al. . Forfatterne utarbeidet suspensjoner av fluorescently merket foto-crosslinkable polymethylmethacrylate (PMMA) kuler. Dynamikken og strukturen til disse suspensjonene ble grundig studert ved dynamisk lysspredning (DLS) og den nylig utviklede teknikken for konfokal differensial dynamisk mikroskopi. De samme teknikkene ble brukt til studiet av ellipsoidale partikler, som ble opprettet ved å strekke de ovennevnte pmma-sfærene.
forberedelsen og anvendelsen av sfæriske forsamlinger, såkalte suprapartikler, hjulpet av superhydrophobic overflater, ble gjennomgått Av Sperling Og Gradzielski . De påpeker at slike komplekse strukturer lett kan fremstilles når dispersjoner fordampes på en kontrollert måte, ideelt på superhydrophobic overflater. Forfatterne presenterer og evaluerer de enorme mulighetene for teknikken for å kontrollere form, interiør og funksjonalitet. Til slutt skisserer de flere potensielle applikasjoner som spenner fra biomedisinske applikasjoner til selvdrevne partikler.
Forstå hvordan strukturen av kolloider eller geler påvirker mikroskopiske eller makroskopiske egenskaper er avgjørende for rasjonell materialdesign. Starndman og Zhu viser hvordan ytelsen og egenskapene til selvhelbredende dynamiske gelstrukturer påvirkes av supramolekylære interaksjoner i gelmaterialer, og på hvilken måte skreddersyren av samspillet styrer egenskapene. Forfatterne peker også på potensielle anvendelser av disse materialene, for eksempel i biomedisin. Transportfenomener i gelnett blir gjennomgått Av Tokita . Betraktet som løsemiddel stabilisert av et polymernett, styres liten molekyltransport av diffusjon, viskositet og løsningsmiddelstrømmen, så vel som av motstanden pålagt av polymernettverket.
Strzelczyk et al. brukt modifiserte poly (etylenglykol) (PEG)-baserte mikrogeler for å studere limprosesser og kvantifisere adhesjonsenergier. De funksjonaliserte mikrogelene ble brakt i kontakt med funksjonaliserte glassglass. Den komplementære funksjonaliseringen fører til sterkere adhesjon som uten funksjonalisering. Størrelsen på adhesjon ble beregnet med kontaktområdene, oppnådd ved interferometriske målinger. To eksempler fra biomedisin, antistoffgjenkjenning og klesvask, frigjøring av jordpolymerer, viste at denne plattformen er en allsidig og praktisk sensor for måling av adhesjonsegenskaper.
bredden av bidragene understreker betydningen av kolloidkjemi for en rekke fagområder. Liker å lese!
