Pesquisadores do Skoltech Center for Design, A Fabricação e Materiais (CDMM) propôs o uso de dendrímeros à base de sulfonimida para fazer filmes espessos de uma molécula e, na verdade, criou esse filme protetor repelente de água a partir do novo material que pode ser modificado para atingir outras propriedades de superfície desejadas. Suas descobertas foram publicadas no jornal, Ciência Aplicada de Superfícies.

O rápido avanço de novos materiais estimula a necessidade de proteção de superfície avançada e técnicas de modificação. Os cientistas estão ocupados procurando maneiras de estender a vida útil dos materiais e criar novos recursos úteis, mantendo suas propriedades naturais intactas. Até agora, polímeros têm sido tipicamente usados ​​para este propósito. Contudo, usar polímeros ao lado de outros tipos de proteção pode alterar as propriedades naturais do material, como transparência, condutividade ou dureza. Uma linha de pesquisa promissora seria a criação de finas camadas monomoleculares que podem dotar uma superfície de propriedades úteis sem afetar as características intrínsecas do material, e os dendrímeros estão entre os candidatos potenciais para monocamadas.

"Os dendrímeros são moléculas únicas com uma estrutura monodispersa homogênea altamente ordenada e ramificação semelhante a uma árvore de alto nível, que medem pelo menos 1 nm e têm um peso molecular estritamente definido, "diz Julia Bondareva, um Ph.D. estudante da Skoltech. A síntese e a pesquisa sobre as propriedades dos dendrímeros à base de sulfonimida foram iniciadas por Oleg Lukin, um cientista pesquisador sênior da Skoltech. Suas investigações levaram à ideia de usar dendrímeros para revestimentos de superfícies funcionais. Mais cedo, um grupo de pesquisa do CDMM liderado por Oleg Lukin publicou um artigo sobre a síntese de dendrímeros decorados com naftilo à base de sulfonamida em Comunicações Sintéticas. Como os grupos naftilo junto com as longas cadeias de alquil tornam a molécula hidrofóbica, os cientistas decidiram criar um filme repelente de água com base nas estruturas obtidas anteriormente.

Existem muitas maneiras de criar e aplicar filmes em uma superfície, mas poucos permitem controlar a espessura do filme. Os cientistas usaram a conhecida técnica de Langmuir-Blodgett para obter um filme ultrafino com uma estrutura ordenada e aplicá-lo na superfície. "Descobriu-se que o grupo naftilo do dendrímero não apenas controla as propriedades hidrofóbicas do filme, mas também permite a ligação adicional das moléculas do dendrímero para formar um filme denso e estável, "Julia Bondareva explica.

Interessantemente, o estudo revelou que a molhabilidade da superfície depende da rugosidade do filme. Outras investigações devem permitir prever a molhabilidade do filme de dendrímero com base no arranjo espacial de grupos funcionais hidrofóbicos. Este será um grande passo no planejamento e implementação da síntese de dendrímeros.

Os cientistas criaram a superfície repelente de água como um modelo demonstrando que os dendrímeros de sulfonimida podem atuar como blocos de construção para um filme estável, dotando a superfície de características úteis específicas, cada um dependendo do grupo funcional usado. A escolha do grupo funcional correto permite a ligação seletiva com a molécula da droga e, portanto, usando um dendrímero para transferência de drogas. Também, um dendrímero pode operar como um sensor se o grupo funcional tiver propriedades luminescentes. É bastante concebível que os dendrímeros possam ter várias outras aplicações.