Самосборка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Пример самосборки: характерные проекции бинарных сверхрешеток, образованных различными наночастицами, и модельные элементарные ячейки соответствующих трехмерных структур.

Самосборка (англ. self-assembly) — процесс образования упорядоченной надмолекулярной структуры или среды, в котором в практически неизменном виде принимают участие только компоненты (элементы) исходной структуры, аддитивно составляющие или «собирающие», как части целого, результирующую сложную структуру[1].

Описание[править | править исходный текст]

Самосборка относится к типичным методам получения наноструктур (наноматериалов) «снизу-вверх». Основная задача, которая стоит при ее реализации — это необходимость таким образом повлиять на параметры системы и так задать свойства отдельных частиц, чтобы они организовывались с образованием желаемой структуры. Самосборка находится в основе многих процессов супрамолекулярной химии, где «инструкции», как собирать большие объекты, «закодированы» в структурных особенностях отдельных молекул. Следует отличать самосборку от самоорганизации, которая может быть использована как механизм создания сложных «шаблонов», процессов и структур на более высоком иерархическом уровне организации, чем тот, что наблюдался в исходной системе (см. рис.). Отличия состоят в многочисленных и многовариантных взаимодействий компонент на низких уровнях, на которых существуют свои, локальные, законы взаимодействия, отличные от коллективных законов поведения самой упорядочивающейся системы. Для процессов самоорганизации характерны различные по масштабу энергий взаимодействия, а также существование ограничений степеней свободы системы на нескольких различных уровнях ее организации. Таким образом, процесс самосборки — более простое явление. Тем не менее, не стоит опускаться до крайностей и считать, например, что процесс роста монокристалла — это самосборка атомов (что соответствует, в принципе, определению), хотя, например, самосборка более крупных объектов — микросфер одинакового размера, формирующих плотнейшую шаровую упаковку, что приводит к образованию так называемого фотонного кристалла (трёхмерной дифракционной решетки из микросфер), — это типичный пример самосборки. К самосборке можно отнести формирование самособирающихся мономолекулярных слоев (например, молекул тиолов на гладкой поверхности золотой плёнки), образование плёнок Ленгмюра-Блоджетт, послойную сборку и пр[1]. Хорошо известна самосборка ряда производных олигопептидов в гидрогели при незначительном изменении условий среды (рН, ионная сила раствора температура, добавление органического растворителя и др.) [2] Так ярким примером можно отнести самосборку флуоренилдифенилаланина в нанофибрилы из которых далее формируется гидрогель, главным образом за счет: гидрофобных взаимодействий, образования водородных связей и п-п взаимодействий фенильных колец. Интересным с точки зрения применения в медицины является 3-х мерный макропористый гидрогель как биоразрушающийся и нетоксичный материал, полученный на основе флуоренилдифенилаланина в одну стадию и без применения каких либо сшивающих агентов. [3]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 Гудилин Евгений Алексеевич. Самосборка «Словарь нанотехнологичных терминов». Роснано. Проверено 21 августа 2012. Архивировано из первоисточника 24 ноября 2012.
  2. A.M. Smith, R.J. Williams, C. Tang, P. Coppo, R.F. Collins, M.L. Turner, A. Saiani, R.V. Ulijn, Adv. Mater. 20 (2008) 37.
  3. D. Berillo et al. Formation of macroporous self-assembled hydrogels through cryogelation of Fmoc–Phe–Phe Journal of Colloid and Interface Science 368 (2012) 226–230

Ссылки[править | править исходный текст]