Nanokanały i nanokropelki wody w hydrożelach polimerowych jako ścieżki transportu molekularnego.

• Strona główna
• Artykuły
• Nanokanały i nanokropelki wody w hydrożelach polimerowych jako ścieżki transportu molekularnego.

2023-11-17

Polimery o właściwościach reagujących na bodźce cieszą się w ostatnich latach dużym zainteresowaniem badawczym, ponieważ oferują wiele możliwości tworzenia materiałów funkcjonalnych, które ulegają zmianom strukturalnym i fizykochemicznym pod wpływem zastosowanych bodźców zewnętrznych, takich jak temperatura czy ciśnienie hydrostatyczne.

- Jednym z głównych zainteresowań badawczych jest zrozumienie, w jaki sposób drobnocząsteczkowe penetranty (takie jak leki, toksyny i reagenty) przenikają przez uwodnione membrany polimerowe. Chociaż właściwości spęcznionych hydrożeli są obecnie stosunkowo dobrze poznane, zapadnięte, słabo uwodnione stany stanowią poważne wyzwanie dla naszego zrozumienia. Mianowicie ich opis teoretyczny jest skomplikowany ze względu na ogromną rolę, jaką odgrywa architektura molekularna. Jednak właśnie ta specyficzna dla architektury cecha nadaje niskouwodnionym polimerom zdolność do wysoce selektywnego działania i sprzyjania przechodzeniu określonych cząsteczek nad innymi. Nasze symulacje molekularne ujawniają, że materiały polimerowe o niskiej zawartości wody wykazują wysoce niejednorodne wnętrze ze skupiskami wody przypominającymi nanokropelki i nanokanały. Pokazujemy, że dwie krytyczne wielkości transportu, to jest dyfuzja molekularna i energia wolna solwatacji wewnątrz polimeru, są niezwykle wrażliwe na szczegóły molekularne skupisk wody, wielkość, kształt i skład chemiczny penetranta, co prowadzi do ogromnych efektów anulowania, które w nietrywialny sposób wpływają na przepuszczalność. Podkreślić należy także znaczenie potencjałów powierzchni styku kropelek wody i naturę przeskakiwania dyfuzji przez przejściowe kanały wodne. Mechanizmy te można zebrać i ulepszyć w celu optymalizacji selektywności transportu molekularnego w różnych zastosowaniach – mówił prelegent.

Sepawabadania i rozwójkonferencjadetergenty