O pincel de polímero com nanopartículas de ouro resulta em um composto comutável que muda sua espessura dependendo do pH de doping. Pesquisa por físicos da Universidade de Darmstadt da tecnologia no jornal matéria mole pode ser usada para projetar nanosensors químicos para análise de diagnóstica ou ambiental.
Escovas de polímero são cadeias macromoleculares que são densamente enxertadas na superfície. Devido a força eletrostática, a cadeia se estende da superfície e forma uma camada de pele, como ter uma espessura de várias centenas de nanômetros. Atualmente, a pesquisa centrou-se sobre a concepção de sistemas de polímero que respondem aos vários estímulos ambientais tais como pH, temperatura ou biomarcadores específicos. Os físicos em TU Darmstadt e TU Berlim demonstraram pela primeira vez como a espessura de pincéis de polímero pode ser ligada através da combinação de nanopartículas de ouro sensíveis ao pH.
"A combinação de correntes do polímero e nanopartículas de ouro é promissor, especialmente em diagnósticos médicos ou análise ambiental," disse Dikran Boyaciyan. O estudante de doutorado de 30 anos trabalha no grupo de "Interfaces de matéria mole", liderado pelo Professor Regin von Kleinzin.
"Essa tecnologia ainda está em estágios iniciais de desenvolvimento, e o objetivo principal é como a interação entre o sistema de polímero e as nanopartículas pode ser ajustada e calibrada em um ambiente controlado," Boyaciyan explicada. Materiais de polímero inteligente podem ser usado para o relatório nanosensors químicos para toxinas ou células cancerosas, parâmetros de órgão do monitor ou drogas alvo liberar no corpo humano.
Boyaciyan testado dois tipos de polímeros pH-insensível a sua utilização a longo prazo como um sensor: PNIPAM não-iônicos e catiônico PMETAC. O antigo é considerado inadequado porque as partículas de ouro são lavadas longe da escova em pH elevado. No entanto, em escovas PMETAC catiônicas, com partículas de ouro não são afetadas por mudanças no pH.
Além disso, Boyaciyan foi capaz de demonstrar como preparar um interruptor reversível pH complexo de PMETAC, incorporando nanopartículas de ouro e como funciona a formação do complexo. Em um ambiente ácido, as partículas perdem carga e interações partícula-partícula e interações partícula-escova ocorrem. Isso faz com que a escova a inchar porque sua cadeia é menos restrita.
Em contraste, um ambiente alcalino cria uma carga negativa das partículas, e a interação com uma escova de carga positiva é preferencial. O colapso da cadeia faz com que a camada de pincel para se tornar mais fino.
Desde que a variação de espessura também afeta a composição espectral da luz refletida, o material pode ser usado como um colorimétrico nanosensor. Devido ao seu tamanho muito pequeno, ele pode ser acoplado ao microlasers e espectrômetros, que no futuro, podem ser usados em sistemas de microplaqueta do laboratório e até mesmo em células humanas.
