Sonication vasitəsilə yığılmış supramolekulyar strukturlar
Sonication çox vaxt kinetik və termodinamik parametrlərə həssas olan kovalent olmayan montaj prosesləri üzərində dəqiq nəzarəti təmin edən supramolekulyar kimyada güclü və çox yönlü bir vasitədir. Güclü ultrasəsin maye mühitə tətbiqi molekulyar qarşılıqlı təsirlərə təsir edir, öz-özünə yığılmanı sürətləndirir, qarışdırmağı artırır və nanomiqyasda struktur yenidən qurulmasını təşviq edir.
Sonication Supramolekulyar Assambleyaya necə təsir edir
Hidrogen bağı, π–π yığma, metal koordinasiya və van der Waals qüvvələri kimi zəif qarşılıqlı təsirlərin strukturun formalaşmasını idarə etdiyi supramolekulyar sistemlərdə ultrasəs montaj yollarına seçici təsir göstərə bilər. O, homojen nüvələşməyə imkan verir, tikinti bloklarının dağılmasına kömək edir və adi şəraitdə tez-tez əlçatmaz olan metastabil və ya kinetik tələyə salınmış arxitekturaların formalaşmasına kömək edir. Bundan əlavə, sonikasiya yığılmış və sökülmüş vəziyyətlər arasında tarazlığı modulyasiya edə bilər, geri çevrilən supramolekulyar sistemləri idarə etmək üçün dinamik bir vasitə təklif edir.
Fiziki təsirlərindən əlavə, sonokimya ekoloji cəhətdən səmərəli və enerjiyə qənaət edən bir yanaşma təmin edir – tez-tez solventsiz və ya yumşaq şəraitdə həyata keçirilir – supramolekulyar gellərin, nanoliflərin, ev sahibi-qonaq komplekslərinin və hibrid nanostrukturların sintezi üçün cəlbedici edir. Nəticədə, sonication yalnız nümunə hazırlamaq texnikası deyil, həm də supramolekulyar materialların rasional dizaynında və emalında mərkəzi mexanikokimyəvi sürücüdür.
Sonicator UP400St supramolekulyar strukturların səmərəli sintezi üçün
Supramolekulların ultrasəslə təşviq edilən sintezi
Sonikasiya akustik kavitasiya, keçici sürüşmə gradientləri və mikrojet təsirləri vasitəsilə geniş spektrli supramolekulyar sistemlərin formalaşmasına, sabitləşməsinə və ya çevrilməsinə səbəb ola bilər. Aşağıdakı kateqoriyalar ultrasəs köməyi ilə öz-özünə montaj nəticəsində əldə edilən və ya təsirlənən tipik strukturları təsvir edir:
- Supramolekulyar Host-Qonaq Kompleksləri
Siklodekstrin daxilolma kompleksləri
Cucurbituril əsaslı host-qonaq sistemləri
Kaliksaren və sütun[5]aren birləşmələri
Mexanik olaraq bağlanmış molekullar (rotaksanlar, katenlər) - Supramolekulyar Qrafen Oksidi və 2D Hibridləri
- π–π yığılmış qrafen oksidi-xromofor kompleksləri
- Qrafen oksidi-polimer supramolekulyar hibridləri
- Porfirinlər, fullerenlər və ya peptidlərlə qeyri-kovalent funksionallaşma
- Supramolekulyar Nanoliflər və Nanoborular
- Peptid amfifil nanoliflər
- π-birləşdirilmiş nanoliflər (məsələn, perilen bisimid, porfirin və ya siyanin törəmələri)
- Hidrogenlə bağlanmış və ya π–π yığılmış nanoborular
- Supramolekulyar gellər (sonogellər)
- Ultrasəs ilə tetiklenen və ya sabitləşən orqanoqellər və hidrogellər
- Sol-gel keçidləri lokallaşdırılmış qızdırma və kəsmə yolu ilə yaranır
- Geri çevrilən supramolekulyar şəbəkələr (H-bağlanmış, metal-liqand və ya ion)
- Supramolekulyar aqreqatlar və konqlomeratlar
- Amfifil molekullardan əmələ gələn misellər və veziküllər
- Koaservatlar və kolloid birləşmələr
- Ultrasəs enerji girişindən təsirlənən xiral konqlomeratlar və polimorfik birləşmələr
- Supramolekulyar Nanospongelər və Məsaməli Çərçivələr
- Siklodekstrin əsaslı Nanospongelər
- Sonokimyəvi yolla yaradılmış metal-üzvi çərçivələr (MOF) və kovalent üzvi çərçivələr (COF)
- Kataliz və ya dərman yüklənməsi üçün istifadə olunan məsaməli supramolekulyar şəbəkələr
- Digər ultrasəsə cavab verən supramolekulyar arxitekturalar
- Supramolekulyar kapsullar və nanokapsidlər
- Öz-özünə yığılan monolaylar (SAM) və çox qatlı
- DNT əsaslı supramolekulyar strukturlar
- Koordinasiya polimerləri və metallogellər
(Tədqiqat və film: Rutgeerts et al., 2019)
Supramolekulyar Assambleyada Ultrasəs Tətbiqləri
Ultrasəs mexaniki, istilik və kavitasiya təsirləri vasitəsilə supramolekulyar özünü yığmağa təsir göstərir.
Tezislərə əsas proseslər daxildir:
- Emulsiya və nanoemulsiya əmələ gəlməsi
- Yağ/su sistemlərində supramolekulyar inkapsulyasiyanı asanlaşdırır
- Qarışmayan fazaların homojen qarışmasını təşviq edir
- Hissəcik Ölçüsü Azaldılması və Deaqreqasiya
- Daha böyük supramolekulyar aqreqatları və ya kristalları parçalayır
- Morfologiyaya və polidispersiyaya nəzarət edir
- Dispersiya və Homogenləşmə
- Nanohissəciklərin və ya supramolekulyar tikinti bloklarının həlledicilərdə dispersiyasını gücləndirir
- Gel və ya hibrid materialın formalaşmasında vahidliyi yaxşılaşdırır
- Enkapsulyasiya və Kompleksasiyanın Gücləndirilməsi
- Siklodekstrinlərə və ya miselyar sistemlərə qonaqların daxil edilməsini sürətləndirir
- Dərman çatdırılması və ya kataliz üçün nanokapsül formalaşmasını təşviq edir
- Fiber Splicing / Uzunluğun Azaldılması
- Peptid və ya polimer nanoliflərin kavitasyonla kəsilməsi ilə qısaldılması
- Supramolekulyar filamentlərin və nanoboruların idarə olunan parçalanması
- Kristallaşma və Polimorf Nəzarət
- Nəzarət olunan kristal böyüməsi üçün ultrasəs köməyi ilə nüvələşmə
- Metastabil və ya kinetik cəhətdən əlverişli supramolekulyar polimorfların yaranması
- Çarpaz əlaqə və şəbəkənin formalaşması
- Hidrogen bağlı və ya metal-liqand şəbəkələrində bağların yenidən təşkilinə səbəb olur
- Supramolekulyar metal-üzvi çərçivələrin (MOF) formalaşmasına başlayır.
- Supramolekulyar hidrogellərin və sonogellərin əmələ gəlməsini təşviq edir
- Sonokimyəvi Aktivləşdirmə və Funksionalizasiya
- Supramolekulyar modifikasiya üçün reaksiyalara başlayır
- Funksional hissələrin host iskelelərinə qeyri-kovalent qoşulmasını təmin edir
- Deqradasiya və geri çevrilən sökülmə
- Ultrasəs enerjisi supramolekulyar konstruksiyaları geri qaytarmaq üçün sökmək üçün istifadə olunur
- Ultrasonik stimullaşdırma altında kapsullaşdırılmış növlərin nəzarətli buraxılması
Supramolekullar üçün ən yaxşı Sonicator alın
Hielscher sonicatorları maye fazalı proseslərdə dəqiq enerji çatdırılması üçün xüsusi olaraq hazırlanmış yüksək performanslı prob tipli ultrasəs sistemləridir və onları mürəkkəb arxitekturaların sonokimyəvi və supramolekulyar yığılması üçün müstəsna olaraq uyğunlaşdırır. Onların amplituda, vaxt, nəbz rejimi və temperaturla bağlı dəqiq nəzarəti təkrarlana bilən kavitasiya dinamikasına imkan verir, səmərəli qarışdırma, gücləndirilmiş kütlə ötürülməsi və supramolekulyar quruluş üçün vacib olan kovalent olmayan qarşılıqlı təsirlərin aktivləşdirilməsini təşviq edir. Sonokimyada belə idarə olunan akustik kavitasiya öz-özünə yığılmanı sürətləndirə, ev sahibi-qonaq kompleksini asanlaşdıra və supramolekulyar aqreqatların morfologiyasına və ya sabitliyinə təsir göstərə bilər. Hielscher cihazlarının möhkəmliyi, miqyaslılığı və rəqəmsal prosesin monitorinqi daha sonra kiçik miqyaslı laboratoriya təcrübələrindən tutmuş sənaye sintezinə qədər reaksiya şəraitinin dəqiq tənzimlənməsinə imkan verir - tətbiq olunan materialların istehsalı ilə fundamental supramolekulyar tədqiqatlara keçid.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 0,5 - 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| 15-150 l | 3 ilə 15 L/dəq | UIP6000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000hdT |
| na | daha böyük | klaster UIP16000hdT |
Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən asanlıqla idarə olunur.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Ultrasonik emulsifikasiya supramolekulyar strukturların yığılmasına kömək edir
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Di Giosia, Matteo; Bomans, Paul; Bottoni, Andrea; Cantelli, Andrea; Falini, Giuseppe; Franchi, Paola; Guarracino, Giuseppe; Friedrich, Heiner; Lucarini, Marco; Paolucci, Francesco; Rapino, Stefania; Sommerdijk, Nico; Soldà, Alice; valle, Francesco ; Zerbetto, Francesco; Calvaresi, Matteo (2018): Proteins as Supramolecular Hosts for C60: A True Solution of C60 in Water. Nanoscale 10(21); 2018.
- Fatemeh Shahangi Shirazi, Kamran Akhbari (2016): Sonochemical procedures; the main synthetic method for synthesis of coinage metal ion supramolecular polymer nano structures. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 31, 2016. 51-61.
- Rutgeerts LAJ , Soultan AH , Subramani R , Toprakhisar B , Ramon H , Paderes MC , De Borggraeve WM , Patterson J . (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chem Commun (Camb). 2019 Jun 20;55(51):7323-7326.
Tez-tez soruşulan suallar
Supramolekul / Supermolekul nədir?
Supramolekul və ya supermolekul, hidrogen bağı, π–π yığma, metal koordinasiyası və ya van der Waals qüvvələri kimi qeyri-kovalent qarşılıqlı təsirlərlə bir yerdə saxlanılan iki və ya daha çox molekulyar varlığın diskret kimyəvi birləşməsidir. Kovalent bağlanmış molekullardan fərqli olaraq, bu strukturlar geri çevrilə bilən və çox vaxt yüksək selektiv öz-özünə yığılma prosesləri vasitəsilə yaranır və ortaya çıxan xüsusiyyətlərə malik mürəkkəb arxitekturalara səbəb olur.
Supramolekulyar Kimyada Əsas Metodlar hansılardır?
Supramolekulyar kimyada əsas üsullar molekulyar tanınma və özünü təşkil etmə ətrafında fırlanır. Ev sahibi-qonaq kimyası, şablon sintez, koordinasiya kimyası və zəif molekullararası qüvvələr tərəfindən idarə olunan öz-özünə yığılma konseptual və eksperimental əsası təşkil edir. NMR spektroskopiyası, izotermik titrləmə kalorimetriyası və rentgen kristalloqrafiyası kimi analitik vasitələr bu qarşılıqlı təsirlərin kəmiyyət və struktur cəhətdən öyrənilməsi üçün mərkəzi yer tutur.
Supramolekulyar Cihaz nədir?
Supramolekulyar cihaz, molekulyar komponentlərin siqnal ötürülməsi, molekulyar keçid, kataliz və ya enerji çevrilməsi kimi xüsusi vəzifələri yerinə yetirmək üçün qeyri-kovalent qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə təşkil edildiyi funksional sistemdir. Bu cihazlar tez-tez bioloji funksiyaları təqlid edir, idarə olunan molekulyar hərəkəti və nanoölçülü reversibiliteyi istifadə edir.
MOF-lar supramolekulyar strukturlardır?
Metal-üzvi çərçivələr (MOF) həqiqətən supramolekulyar strukturlar kimi qəbul edilə bilər, çünki onların genişləndirilmiş kristal şəbəkələri metal ionları və ya çoxluqlar və üzvi bağlayıcılar arasında koordinasiya bağları vasitəsilə qurulur. Baxmayaraq ki, bu bağlar qismən kovalent xarakter daşıyır, MOF-ların modul, öz-özünə yığılmış təbiəti və istiqamətli, geri çevrilən qarşılıqlı təsirlərə etibarı onları konseptual olaraq supramolekulyar kimyanın daha geniş sahəsinə yerləşdirir.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.