p (Phys.org) —Em um acordo científico dois por um, Os pesquisadores da Cornell criaram nanopartículas de compartimento que podem transportar duas ou mais drogas diferentes para o mesmo alvo. Enquanto isso, a mesma tecnologia é aplicada a células de combustível, onde os catalisadores podem ser formados em estruturas porosas para expor mais área de superfície. p Ulrich Wiesner, o professor Spencer T. Olin de Ciência e Engenharia de Materiais, ajustou a química "sol-gel" usada para automontar partículas de sílica porosa, fazendo-o mudar de marcha no meio de uma reação, e criando o que equivale a duas ou mais nanopartículas diferentes unidas. A descoberta foi relatada na edição de 19 de abril de Ciência . Wiesner é o autor sênior.

p "É a primeira vez que tenho conhecimento de que as formas das partículas foram controladas, "Wiesner disse." Os produtos até agora são partículas bastante simples com dois ou três compartimentos que se parecem um pouco com versões minúsculas de uma estação espacial com habitats protuberantes, mas os métodos podem ser estendidos para criar estruturas muito mais complexas, " ele disse.

p A descoberta foi parcialmente fortuita. Ao fazer nanopartículas comuns, os cientistas viram uma pequena fração com braços hexagonais crescendo fora das faces cúbicas. Eles procuraram entender os controles.

p Wiesner e sua equipe de pesquisa relatam seus resultados em Ciência como "Multicompartment Mesoporous Silica Nanoparticles with Branched Shapes:An Epitaxial Growth Mechanism." Os outros pesquisadores incluem os primeiros autores Teeraporn Suteewong, EM. '09, Ph.D. '10, e o estudante de graduação Hiroaki Sai; o estudante de graduação Robert Hovden; David Muller, professor de física aplicada e engenharia; Sol M. Gruner, professor de física; e Michelle Bradbury, M.D., Memorial Sloan-Kettering Cancer Center.

p O iniciador para o processo é uma mistura de organossilanos, moléculas complexas construídas em torno de átomos de carbono e silício. Organosilanos são surfactantes, semelhante a sabão, o que significa que uma extremidade da molécula gosta de se aproximar da água, enquanto a outra ponta tenta ficar longe. Então, na água, as moléculas são empurradas juntas e se conectam, assim como as moléculas de sabão se unem para formar a pele de uma bolha de sabão. Aqui, eles montam uma rede tridimensional que cresce para formar partículas com algumas centenas de nanômetros de diâmetro, preenchidos com poros de um ou dois nanômetros de tamanho que poderiam ser preenchidos com outro material. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, cerca do comprimento de três átomos em uma fileira.) A forma dos poros depende, entre outras coisas, no pH, ou acidez, da solução.

p Os pesquisadores adicionaram acetato de etila, um produto químico que se decompõe na água, no processo, tornando a solução mais ácida. No início, os organisilanos formam uma rede de minúsculos cubos que se unem em partículas um tanto cúbicas, com cantos arredondados. À medida que a acidez aumenta, a rede torna-se hexagonal, construindo um cilindro áspero, e os cilindros baseados em hexágono começam a crescer das faces dos cubos. O número de cilindros e seu comprimento podem ser controlados pelo tempo do processo e pela concentração de acetato de etila.

p "O trabalho anterior foi sobre como controlar a estrutura dos poros, "Wiesner disse." Aqui usamos a estrutura dos poros para controlar a forma. "

p Em uma dica para o futuro, os pesquisadores conseguiram conectar dois ou três cubos com pontes cilíndricas entre eles, talvez o início de uma rede em nanoescala de cubos e tubos. "Aprendemos a mudar as condições de crescimento. Se voltarmos, poderemos desenvolver todos os tipos de arquiteturas descoladas, "Wiesner disse.