Sobiepanek Agnieszka
Zakład Chemii Organicznej
Pracownia Syntezy Organicznych Nanomateriałów i Biomolekuł
Synteza i badania fizykochemiczne rozgałęzionych promezogenicznych ligandów fosfonianowych do powierzchniowej modyfikacji nanocząstek tlenku żelaza.
Agnieszka Sobiepanek
Promotor: dr Michał Wójcik
Opiekun: mgr Sylwia Polakiewicz
Połączenie właściwości obiektów w skali nanometrycznej oraz właściwości makroskopowych organicznych molekuł ciekłokrystalicznych pozwala na otrzymanie materiału, zdolnego do zmiany struktury wewnętrznej pod wpływem temperatury, przyłożonego pola magnetycznego i elektrycznego, promieniowania z zakresu UV-Vis czy też reakcji redoks.
Dotychczas urządzenia zbudowane z nanocząstek otrzymywane są na bazie układów statycznych. Poprzez modyfikację powierzchni nanocząstek złota i tlenku żelaza molekułami ciekłokrystalicznymi nadajemy tym układom właściwości do dynamicznej reorganizacji struktur przestrzennych przez nie wytworzonych. Daje to możliwość kontroli nad wspomnianymi układami z poziomu makroskali za pomocą na przykład temperatury.
Celem pracy była synteza układów opartych na superparamagnetycznych nanocząstkach magnetytu. Z uwagi na silne właściwości magnetyczne materiał taki ma przewagę nad swoimi niemagnetycznymi odpowiednikami poprzez możliwość namagnesowania własnego w różnych stanach, w zależności od struktury przestrzennej i upakowania nanocząstek.
W toku pracy zsyntezowałam trzy ligandy promezogeniczne będące pochodnymi kwasu fosfonowego oraz zmodyfikowałam nimi powierzchniowo otrzymane nanocząstki tlenku żelaza. Otrzymałam również układ binarny będący połączeniem pierwotnych nanocząstek tlenku żelaza o średnicy 7,3 nm oraz nanocząstek złota o średnicy 2,2 nm zmodyfikowanych ligandem promezogenicznym. Taki układ binarny wykazuje możliwość kontrolowanej organizacji przestrzennej z poziomu makroskopowego.
Udało się stworzyć prototypowy dynamiczny układ binarny zbudowany z hybrydowych nanocząstek złota i superparamagnetycznych nanocząstek magnetytu. Dotychczasowe pomiary SAXS (niskokątowe rozpraszanie rentgenowskie) potwierdziły, że badane nanocząstki reorganizują się pod wpływem temperatury.
Dzięki właściwościom superparamagnetycznym nanocząstek tlenku żelaza możliwe jest ich użycie jako nośników ciepła. Poprzez rozgrzewanie układu przy użyciu pola magnetycznego, kontrolować można zmianę odległości pomiędzy warstwami nanocząstek w układzie. Stwarza to możliwość modulacji właściwościami plazmonowymi niemagnetycznych nanocząstek złota obecnych w układzie, za pomocą pola magnetycznego.
Literatura:
[1] Murray C. B., Yang H., Paik T., Nano Lett.. 2017, 17, 1387−1394.
[2] Sun S., Frey N., Peng S., Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 2532−2542.
[3] Lewandowski W., Wójcik M., Górecka E., ChemPhysChem., 2014, 15 (7), 1283-95.
[4] Bagiński M., Szmurło A., Wójcik M., Liquid Crystals, 2016, 43, 2391-2409