Запропонована техніка маніпуляцій нанодозами рідини за допомогою фулерену

Якщо всередину молекули фулерену ввести молекулу води, а отриману конструкцію помістити в вуглецеву нанотрубку, то нею можна ефективно керувати з допомогою електричного поля.

Фахівці з машинобудівного факультету Колумбійського університету (США) під керівництвом Сюй Баосина (Baoxing Xu) пропонують реалізувати незвичайну техніку маніпуляцій нанодозами рідини за допомогою фулерену.

Нагадаємо: фулерен С60 — це сферичні порожнисті молекулярні структури з шістдесяти атомів вуглецю кожна; загальний розмір освіти дорівнює приблизно одному нанометру, тобто він в 6 000-8 000 разів менше еритроцита.


Молекула води всередині фуллеренової структури може управлятися електричним полем. (Ілюстрація Columbia Engineering.)

В силу своєї структури ядро фулерену дуже, дуже гідрофобно. В цілому це дуже нетоксичний для нас з’єднання, яке давно розглядається в якості кандидата на контрольовану доставку ліків до тих чи інших тканин людського організму. Але є проблема: контроль одиночної фуллеренової структури — завдання дуже непросте. Можна робити це за допомогою атомно-силового мікроскопа, але тоді процес буде довгим і в підсумку дорогим.

Дослідники провели моделювання поведінки H2O@C60 — фулерена, пов’язаного з молекулою води. При цьому, стверджують вони, вдалося встановити, що якщо вийде капсулувати полярну молекулу води всередині неполярному фуллеренової структури, то зовнішнє електричне поле зможе контролювати рух підсумкового освіти в бажаному напрямку з необхідною швидкістю.

Щоб домогтися цього, треба помістити H2O@C60 у вуглецеву нанотрубку, в якій електричне поле зможе переміщати наноструктуру тільки вперед або назад. При електричному полі сильніше 0,065 вольт на ангстрем напрямок руху фулерену в трубці змінювалося на протилежне.

Хоча поки мова йде лише про симуляції, при її проведенні, підкреслюють вчені, враховувалися добре відомі властивості молекул води і фулерена, що дозволяє з упевненістю очікувати реалізації змодельованого сценарію на практиці. Подальше вивчення комунікацій «полоненої» молекули води зі своїм оточенням, таким як прилеглі до неї молекули, дозволить, на думку авторів, з’ясувати, до якої міри можна контролювати взаємодію транспортується всередині фулерену води з навколишніми утвореннями.

Звіт про дослідження опублікований в журналі Physical Review Letters.

Підготовлено за матеріалами Колумбійського університету.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *