¿Cuántas moléculas se puede poner en la superficie de una nanopartícula redonda?

Blog original en inglés por Marco Torelli
Traducido por Jane Moye-Rowley

Esta entrada es una parte de nuestra serie de resúmenes que describe artículos de investigación publicados por miembros del Centro de Nanotecnología Sostenible. Marco Torelli, un estudiante de doctorado en la Universidad de Wisconsin – Madison, es el primer autor en este artículo y colaboraba en las investigaciones con investigadores del CNS en la Universidad de Illinois.

El artículo se publicó por primera vez en línea en diciembre de 2014, en la revista ACS (Sociedad estadounidense de química) Applied Materials & Interfaces1.

nanopartículas

Este estudio describe un método mejor para conocer cuántas moléculas se quepan en la superficie de una nanopartícula redonda cuando varia el diámetro. (imagen reproducido con permiso de Torelli et al. 20151)

Determinación cuantitativa de las densidades de ligandos en nanomateriales por espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X

Las primeras impresiones pueden afectar muchísimo como interactuar personas. En una manera similar, primeras impresiones entre materiales diferentes pueden influenciar las interacciones. Cuando materiales (como cualquier de las nanomateriales que hemos discutido muchas veces en este blog) se encuentran uno al otro, sus “primeras impresiones” forman cuando sus superficies, las cual a menudo tienen algún tipo de recubrimiento, interactúan. El recubrimiento de un material desempeña un papel grandísimo en el comportamiento del material, porque el recubrimiento dicta como el material interactuará con el mundo circundante. ¡Todo eso es decir que se importa mucho entender la naturaleza de la superficie de un material!

En ese proyecto, desarrollamos una manera (es decir, una corrección de una manera que ya existió) para determinar cuántas moléculas cubren la superficie de las nanopartículas, especialmente las que son menos de 15 nm en diámetro. En adición, nos aseguremos de la precisión del nuevo método.

¿Porqué es útil esto? Frecuentemente, los métodos usados en el pasado para determinar esta información tuvieron una simplificación problemática. Específicamente, se trataron la superficie curvada en la misma manera que una superficie plana. (¡Se habían determinado las densidades de recubrimientos con uso de superficies planas desde hace muchos años!) Esta simplificación resultó en sobreestimaciones gigantes del número de moléculas que cubran una nanopartícula… ¡una cosa mala si alguien quiera hacer conclusiones precisas sobre lo que controla las propiedades de un material! En adición a la precisión mejorada, la corrección que desarrollamos es un método sencillo que se basa en métodos matemáticos complejos que son difíciles de aplicar. Nuestra meta fue proveer una herramienta que cualquier laboratorio podría usar para analizar sus resultados.

Otra nota importante es que los métodos para estudiar algo son, a menudo, tan importantes que el enfoque del estudio. Nuestra investigación fue cumplida como una parte del esfuerzo del CNS para mejorar los métodos de investigaciones en nanomateriales. El estudio requiso la combinación del talento en síntesis de los laboratorios de Murphy y Hamers, y puede proveer perspectiva genial en los experimentos biológicos del CNS como los que estudian las pulgas espinosas o la bicapa lipídica.


REFERENCIAS (se pueda requerir suscripción)

  1. Torelli MD, Putans BA, Tan Y, Lohse SE, Murphy CJ, Hamers RJ. Quantitative Determination of Ligand Densities on Nanomaterials by X-Ray Photoelectron Spectroscopy. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7(3), 1720–1725. doi: 10.1021/am507300x

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