Гібридні органічні/неорганічні наноматеріали

Протягом останніх десятиліть лігандами захищені срібні наночастинки (AgNPs) здобули велику увагу через свій широкий потенційний застосунок у різноманітних наукових галузях, від зберігання і конвертації енергії до доставки ліків, біомедичного in vivo зображення, фототерапії та наномедицини. AgNPs можна приготувати простими хімічними реакціями в розчинах. Вони можуть бути додатково функціоналізовані невеликими органічними сполуками або полімерами, таким чином, що їхні хімічні властивості поверхні можна налаштувати для регулювання оптичних/електронних властивостей. Крім того, функціоналізовані AgNPs можуть бути додатково самоорганізовані в супрамолекулярні наноматеріали.

Зростальне застосування інженерованих срібних наночастинок вимагають всебічного розуміння ролі стабілізувальних агентів, що є важливим для раціонального проектування та контрольованого синтезу різних AgNPs. Колоїдна стабільність срібних наноматеріалів також залежить від хімічної природи стабілізувального агента. Хімічна функціоналізація неорганічного срібла відіграє важливу роль, оскільки при контакті його поверхні з водою срібні наноматеріали вивільнюють в розчин вільні іони Ag+. Більшість вивільнення іонів Ag+ відбувається від окислення металевого наносрібла розчиненим киснем, так що вивільнення іонів Ag+ під час зберігання AgNPs в розчині призводить до обмеження області застосування нанотехнології срібла.

Органічні стабілізуючі агенти, білки, пептиди та синтетичні полімери використовувалися для контролю форми AgNP та інших структурованих наноматеріалів. Тепер визнано, що поверхнева функціоналізація AgNPs має велике значення для біомедичних застосувань та точної доставки ліків. Здатність водорозчинних полімерів, таких як полівінілпірролідон (PVP) та полі (вініловий спирт) (PVA), зв'язуватися зі срібною поверхнею надає основу для посереднього контролю ядрування, росту, організації та контролю форми гібридних органічних/неорганічних Ag наноструктур. Методи теоретичного моделювання на атомному рівні можуть надати важливі уявлення для синтезу в розчині, що включає зростання та агрегацію срібних кластерів, а також адсорбцію стабілізуючих агентів та молекул розчинників на відкритих гранях неорганічних металевих нанокристалів. Було проведено численні симуляції MD металевих наночастинок, захищених моношарами органічних лігандів, полімерів, пептидів та білків. Комбіновані симуляції DFT та класичної MD виявилися важливими інструментами для керування формованим синтезом срібних нанокристалів та розкриття механізмів їхньої фасетної селективності.

Відповідальна особа 

Олег Миколайович Калугін
декан хімічного факультету
кандидат хімічних наук, доцент
Електронна пошта: chemdean@karazin.ua