Chimia coloidală | Jiotower
chimia coloidală a fost întotdeauna o parte integrantă a mai multor discipline chimice. De la chimia anorganică preparativă la chimia fizică, cercetătorii au fost întotdeauna fascinați de dimensiunile și posibilitățile oferite de coloizi. De la apariția nanotehnologiei și a instrumentelor analitice, care au evoluat în ultimele decenii, chimia coloidală sau “nano-chimia” a devenit esențială pentru cercetarea la nivel înalt în diferite discipline.
contribuțiile la acest număr special acoperă majoritatea aspectelor importante: alegerea, proiectarea și sinteza blocurilor de construcție; pregătirea și modificarea structurilor de gel și coloidal; analiza și aplicarea, precum și studiul fenomenelor fizice și fizico-chimice. Cel mai important, contribuțiile leagă aceste aspecte, le raportează și prezintă o imagine de ansamblu cuprinzătoare.
moleculele mici pot acționa ca gelatori, precum și polimeri sau coloizi. Structura chimică a acestor blocuri de construcție definește interacțiunile dintre ele și, astfel, structura și proprietățile materialului macroscopic. Malo de Molina și colab. prezentați o revizuire cuprinzătoare a structurilor coloidale generate de auto-asamblarea moleculelor amfifile. Ansamblurile de surfactanți cu molecule mici, precum și polimerii amfifili din apă pot forma hidrogeluri. Morfologiile rezultate sunt discutate și sunt descrise căile de gelificare. Latxague și colab. arătați o abordare sintetică față de un bolaamfifil bazat pe structuri găsite în natura vie. Pe baza timidinei și a unei părți zaharide, două grupuri hidrofile sunt legate simetric de un distanțier hidrofob prin chimia clicurilor. Grupările carbamat contribuie la proprietățile gelului cu legarea supramoleculară a hidrogenului.
gelurile obținute din polizaharide sau alți polimeri naturali au fost revizuite de Karoyo și Wilson și del Valle și colab. . Aceste materiale au o mare promisiune pentru aplicarea în domeniul alimentar, cosmetic, Biomedicină, științe farmaceutice, dar și pentru aplicații tehnice, cum ar fi, de exemplu, cataliza. Sunt necesare proprietăți adaptate pentru toate aplicațiile menționate, astfel posibilitatea de a controla proprietăți precum stabilitatea, dimensiunea și răspunsul la stimuli externi este primordială. Karoyo și Wilson discută interacțiunile supramoleculare care duc la sistemele gazdă-oaspete și prezintă metode de caracterizare structurală. Pe lângă perspectivele biomedicale ale hidrogelurilor pe bază de peptide, del Valle și colab. indicați abordările noastre pentru imprimarea moleculară și bioprintarea 3D.
formarea gelurilor din structurile coloidale este prezentată de van Doorn și colab. și de Hijnen și Clegg . În timp ce van Doorn și colab. a studiat comportamentul nanoparticulelor sferice funcționalizate de suprafață, Hijnen și Clegg au studiat comportamentul sfero-cilindrilor în dispersie. Van Doorn și colab. funcționalizat suprafața particulelor coloidale cu o suprafață inițiată polimerizare radicală de Transfer Atomic (ATRP) tehnică. Au folosit n-izopropilacrilamidă (NIPAAM) pentru generarea unui polimer termoresponsiv corona pe particule. Proprietățile de gelificare și gel au fost studiate în funcție de densitatea altoirii, lungimea lanțului și temperatura. Se arată modul în care designul sofisticat al particulelor permite controlul proprietăților macroscopice în vrac. Hijnen și Clegg subliniază caracteristicile interesante pe care particulele non-sferice le prezintă în dispersiile diferitelor fracții de volum. Acestea prezintă separarea fazei induse de declanșare ca un instrument convenabil pentru generarea rețelelor de particule percolante.
structurile bidimensionale create din particule coloidale sunt prezentate de B. . Monostraturile coloidale cu spațiere acordabilă a interparticulelor prezintă materii prime valoroase pentru mai multe aplicații, cum ar fi generarea de substraturi plasmonice. Există, totuși, dificultatea de a elimina astfel de monostraturi din interfață fără a le deranja poziția și ordinea. Contribuția prezintă trei moduri de încorporare a monostratului într-un film polimeric, creând o membrană care conține coloid, care poate fi ușor îndepărtată din interfață.
particulele non-sferice sunt, de asemenea, utilizate de Cohen și colab. . Autorii au pregătit suspensii de sfere de polimetilmetacrilat foto-reticulabil (PMMA) etichetate fluorescent. Dinamica și structura acestor suspensii au fost studiate temeinic prin împrăștierea dinamică a luminii (DLS) și tehnica recent dezvoltată de microscopie dinamică diferențială confocală. Aceleași tehnici au fost utilizate pentru studiul particulelor elipsoidale, care au fost create prin întinderea sferelor PMMA menționate mai sus.
pregătirea și aplicarea ansamblurilor sferice, așa-numitele supraparticule, ajutate de suprafețe superhidrofobe, au fost revizuite DE Sperling și Gradzielski . Ei subliniază că astfel de structuri complexe pot fi pregătite în mod convenabil, atunci când dispersiile sunt evaporate într-un mod controlat, în mod ideal pe suprafețe superhidrofobe. Autorii prezintă și evaluează în mod cuprinzător posibilitățile enorme ale tehnicii de control al formei, interiorului și funcționalităților. În cele din urmă, ele prezintă mai multe aplicații potențiale, de la aplicații biomedicale la particule autopropulsate.
înțelegerea modului în care structura coloizilor sau gelurilor afectează proprietățile microscopice sau macroscopice este esențială pentru proiectarea rațională a materialelor. Starndman și Zhu arată modul în care performanța și proprietățile structurilor dinamice ale gelului de auto-vindecare sunt afectate de interacțiunile supramoleculare din materialele gelului și în ce mod adaptarea interacțiunii controlează proprietățile. Autorii indică, de asemenea, aplicații potențiale ale acestor materiale, de exemplu, în Biomedicină. Fenomenele de Transport în rețelele de gel sunt revizuite de Tokita . Considerat solvent stabilizat de o rețea polimerică, transportul moleculelor mici este guvernat de difuzie, vâscozitate și fluxul de solvent, precum și de rezistența impusă de rețeaua de polimeri.
Strzelczyk și colab. microgeluri pe bază de poli(etilen glicol) (PEG) modificate pentru studierea proceselor adezive și cuantificarea energiilor de aderență. Microgelurile funcționalizate au fost aduse în contact cu lamele de sticlă funcționalizate. Funcționalizarea complementară duce la o aderență mai puternică ca și fără funcționalizare. Mărimea aderenței a fost calculată cu zonele de contact obținute prin măsurători interferometrice. Două exemple din Biomedicină, recunoașterea anticorpilor și spălarea, eliberarea polimerilor din sol, au arătat că această platformă este un senzor versatil și convenabil pentru măsurarea proprietăților de aderență.
amploarea contribuțiilor subliniază semnificația chimiei coloidale pentru o varietate de discipline. Bucurați-vă de lectură!
