Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

Neus Vilanova; Isja De Feijter; Ilja K. Voets

doi:10.3791/53934

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Articolo metodologico

Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

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DOI:

10.3791/53934

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22 aprile 2016

Neus Vilanova¹^,⁴ , Isja De Feijter¹^,²^,⁴ , Ilja K. Voets¹^,³^,⁴

¹Laboratory of Macromolecular and Organic Chemistry, Eindhoven University of Technology, ²Laboratory of Chemical Biology, Eindhoven University of Technology, ³Laboratory of Physical Chemistry, Eindhoven University of Technology, ⁴Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology

In questo articolo

Sommario

Viene descritto un protocollo per la sintesi e la caratterizzazione di colloidi rivestiti con frazioni supramolecolari. Questi colloidi supramolecolari subiscono l'autoassemblaggio dopo l'attivazione dei legami idrogeno tra le molecole ancorate alla superficie da parte della luce UV.

Abstract

Il controllo sull'assemblaggio colloidale è della massima importanza per lo sviluppo di materiali colloidali funzionali con proprietà strutturali e meccaniche su misura per applicazioni in fotonica, somministrazione di farmaci e tecnologia di rivestimento. Qui presentiamo una nuova famiglia di building block colloidali, coniati colloidi supramolecolari, il cui autoassemblaggio è controllato attraverso la funzionalizzazione superficiale con una porzione supramolecolare derivata dal benzene-1,3,5-tricarbossammide (BTA). Tali BTA interagiscono tramite legami idrogeno direzionali, forti ma reversibili, con altri BTA identici. In questo articolo, viene presentato un protocollo che descrive come accoppiare questi BTA ai colloidi e come quantificare il numero di siti di accoppiamento, che determina la multivalenza dei colloidi supramolecolari. Le misurazioni della diffusione della luce mostrano che l'indice di rifrazione dei colloidi è quasi uguale a quello del solvente, il che riduce fortemente le forze di van der Waals tra i colloidi. Prima della fotoattivazione, i colloidi rimangono ben dispersi, in quanto i BTA sono dotati di un gruppo fotolabile che blocca la formazione di legami idrogeno. La deprotezione controllata con la luce UV attiva i legami idrogeno a corto raggio tra i BTA, che innescano l'autoassemblaggio colloidale. L'evoluzione dallo stato disperso allo stato clusterizzato è monitorata mediante microscopia confocale. Questi risultati vengono ulteriormente quantificati mediante analisi delle immagini con semplici routine utilizzando ImageJ e Matlab. Questa fusione di chimica supramolecolare e scienza colloidale offre un percorso diretto verso l'assemblaggio colloidale sensibile alla luce e alla termoreattività codificato nel monostrato innestato in superficie.

Introduzione

Materiali colloidali Mesostructured trovano diffusa applicazione nel campo della scienza e della tecnologia, come sistemi modello per studi fondamentali su materiali atomici e molecolari ^1,2, come materiali fotonici ^3,4, come sistemi di drug delivery ^5,6, come rivestimenti ⁷ e in litografia per patterning superficie ^8,9. Dal momento che i colloidi liofobi sono materiali metastabili che alla fine aggregano in modo irreversibile a causa delle onnipresente di van der Waals, la loro manipolazione in strutture target specifici è notoriamente difficile. Numerose strategie sono state sviluppate per controllare colloidal....