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Universidad de Toronto

Universidad de Toronto químicos hacen gran avance en la investigación en nanociencia

TORONTO, ON - Un equipo de científicos dirigido por Eugenia Kumacheva del Departamento de Química de la Universidad de Toronto ha descubierto una manera de predecir la organización de las nanopartículas en formas más grandes, tratándolos de la misma como los conjuntos de moléculas formadas a partir de reacciones químicas estándar .

"En la actualidad, no existe un modelo que describe la organización de las nanopartículas", dice Kumacheva. "Nuestro trabajo abre el camino para la predicción de las propiedades de los conjuntos de nanopartículas y para el desarrollo de nuevas reglas de diseño para este tipo de estructuras."

El enfoque de la nanociencia está cambiando gradualmente de la síntesis de nanopartículas individuales para su organización en estructuras más grandes. Con el fin de utilizar conjuntos de nanopartículas en los dispositivos funcionales tales como dispositivos de almacenamiento de memoria o guías de onda ópticas, es importante para lograr el control de su estructura.

Según las observaciones de los investigadores, la auto-organización de las nanopartículas es una estrategia eficiente para la producción de nanoestructuras con arquitecturas jerárquicas complejas. "La última década ha sido testigo de grandes avances en nanociencia - autoensamblaje de nanopartículas en particular - sin embargo, la predicción cuantitativa de la arquitectura de los conjuntos de nanopartículas y de la cinética de su formación sigue siendo un desafío", continúa. "Informamos sobre la notable similitud entre el autoensamblaje de nanopartículas metálicas y las reacciones químicas que conducen a la formación de moléculas de polímero. Las nanopartículas actúan como unidades individuales multifuncionales, que forman enlaces covalentes reversibles, en ángulos de enlace específicas y se organizan en un polímero altamente ordenada ".

"Hemos desarrollado un nuevo enfoque que permite una predicción cuantitativa de la arquitectura de lineal, ramificada, y nanoestructuras autoensambladas cíclicos, sus números de agregación y distribución de tamaño, y la formación de isómeros estructurales."

Kumacheva se unió a la investigación de los becarios posdoctorales Kun Liu, Nana Zhao Wei y Li, y el ex estudiante de doctorado Zhihong Nie, junto con el profesor Michael Rubinstein de la Universidad de Carolina del Norte. Como químicos de polímeros, el equipo tomó una mirada no convencional en la organización de las nanopartículas.

"Los tratamos como moléculas, no partículas, que en un proceso parecido a una reacción de polimerización, se organizan en asambleas en polímeros como," dice Kumacheva. "Usando esta analogía, se utilizó la teoría de la polimerización y predijimos la arquitectura de los llamados« moléculas »y también encontramos otras características inesperadas que pueden encontrar aplicaciones interesantes."

Los hallazgos fueron publicados en un informe titulado "Step-Crecimiento polimerización de nanopartículas inorgánicas" en el ofScience 09 de julio tema. La investigación fue financiada con el apoyo de un NSERC Descubrimiento donación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación de Canadá y la financiación Canadá Cátedra de Investigación.