p As capacidades de proteção de um revestimento molecular de elo da cadeia são diminuídas quando, em vez de se prender a uma superfície plana para formar uma parede ininterrupta (fig. 1), o raio da nanopartícula é tão pequeno que a curvatura extrema da superfície abre espaços entre as moléculas protetoras (fig. 2). (Desenho cortesia de Matt Lane, Sandia National Labs)
p (PhysOrg.com) - Pode parecer óbvio que mergulhar objetos relativamente esféricos em um molho - mirtilos no chocolate derretido, digamos - resultará em uma variedade de bagas completamente encapsuladas. p Baseando-se nesse conceito, fabricantes de nanopartículas esféricas também mergulharam seus produtos em revestimentos protetores, na crença de que tais encapsulações impediriam a aglutinação e interações químicas indesejadas com solventes.
p Infelizmente, reações no nanomundo não são extensões lógicas do macromundo, Os pesquisadores do Sandia National Laboratories, Matthew Lane e Gary Grest, descobriram.
p Em um artigo de capa no verão passado em
Cartas de revisão física , os pesquisadores usam simulações de dinâmica molecular para mostrar que revestimentos simples são incapazes de cobrir totalmente cada nanopartícula esférica em um conjunto.
p Em vez de, porque o diâmetro de uma partícula pode ser menor do que a espessura do revestimento que a protege, a curvatura da superfície da partícula conforme ela cai rapidamente de seu revestimento ligado provoca a formação de uma série de venezianas em vez de uma parede protetora sólida (veja a ilustração).
p “Já sabemos há algum tempo que as nanopartículas são especiais, e que 'pequeno é diferente, '”Lane disse. “O que mostramos é que esta regra geral para nanotecnologia se aplica a como revestimos as partículas, também. ”
p Carlos Gutierrez, gerente do Departamento de Ciências de Superfícies e Interface da Sandia, disse, “É bem sabido que a agregação de nanopartículas em suspensão é atualmente um obstáculo para seu uso comercial e industrial. As simulações mostram que mesmo os revestimentos total e uniformemente aplicados às nanopartículas esféricas são significativamente distorcidos na interface de vapor de água. ”
p Disse Grest, “Você não quer agregação porque quer que as partículas permaneçam distribuídas por todo o produto para atingir uniformidade. Se você tem partículas de, dizer, tamanho mícron, você tem que revesti-los ou carregá-los eletricamente para que as partículas não grudem. Mas quando as partículas ficam pequenas e os revestimentos se tornam comparáveis em tamanho às partículas, as formas que eles formam são mais assimétricas do que esféricas. Partículas esféricas mantêm distância; partículas assimétricas podem aderir umas às outras. ”
p A descoberta da simulação não é necessariamente uma coisa ruim, por este motivo:embora cada partícula seja revestida assimetricamente, a assimetria é consistente para qualquer conjunto. Dito de outra forma, todos os conjuntos nanoscópicos revestidos são assimétricos em sua própria maneira.
p Um previsível, variação idêntica que ocorre em cada membro de um nanoconjunto pode abrir portas para novas aplicações.
p “O que fizemos aqui foi colocar uma grande placa de‘ beco sem saída ’para evitar que os pesquisadores percam tempo indo para o caminho errado, Lane disse. “Aumentar a densidade da superfície do revestimento ou o comprimento da cadeia molecular não vai melhorar os revestimentos irregulares, como aconteceria com partículas maiores. Mas existem vários outros caminhos possíveis para novos resultados quando você pode controlar a forma da agregação. ”
