Uma equipe de cientistas liderada por Eugenia Kumacheva, do Departamento de Química da Universidade de Toronto, descobriu uma maneira de prever a organização das nanopartículas em formas maiores, tratando-as da mesma forma que os conjuntos de moléculas formadas a partir de reações químicas padrão.
"Atualmente, nenhum modelo existe descrevendo a organização das nanopartículas, "diz Kumacheva." Nosso trabalho abre caminho para a previsão das propriedades dos conjuntos de nanopartículas e para o desenvolvimento de novas regras de design para tais estruturas. "
O foco da nanociência está mudando gradualmente da síntese de nanopartículas individuais para sua organização em estruturas maiores. Para usar conjuntos de nanopartículas em dispositivos funcionais, como dispositivos de armazenamento de memória ou guias de ondas ópticas, é importante obter o controle de sua estrutura.
De acordo com as observações dos pesquisadores, a auto-organização de nanopartículas é uma estratégia eficiente para a produção de nanoestruturas com complexos, arquiteturas hierárquicas. "A última década testemunhou um grande progresso na nanociência - particularmente na automontagem de nanopartículas - mas a previsão quantitativa da arquitetura dos conjuntos de nanopartículas e da cinética de sua formação permanece um desafio, "ela continua." Nós relatamos a notável semelhança entre a automontagem de nanopartículas de metal e reações químicas que levam à formação de moléculas de polímero. As nanopartículas atuam como unidades multifuncionais simples, qual forma reversível, ligações não covalentes em ângulos de ligação específicos e se organizam em um polímero altamente ordenado. "
"Desenvolvemos uma nova abordagem que permite uma previsão quantitativa da arquitetura linear, ramificado, e nanoestruturas automontadas cíclicas, seus números de agregação e distribuição de tamanho, e a formação de isômeros estruturais. "
Kumacheva foi acompanhado na pesquisa pelos pós-doutorandos Kun Liu, Nana Zhao e Wei Li, e o ex-aluno de doutorado Zhihong Nie, junto com o professor Michael Rubinstein, da University of North Carolina. Como químicos de polímeros, a equipe deu uma olhada não convencional na organização das nanopartículas.
"Nós os tratamos como moléculas, não partículas, que em um processo semelhante a uma reação de polimerização, organizam-se em conjuntos semelhantes a polímeros, "diz Kumacheva." Usando esta analogia, usamos a teoria da polimerização e previmos a arquitetura das chamadas 'moléculas' e também encontramos outras, recursos inesperados que podem encontrar aplicativos interessantes. "
