Sonication orqali yig'ilgan supramolekulyar tuzilmalar
Sonication supramolekulyar kimyoda kuchli va ko'p qirrali vosita bo'lib, ko'pincha kinetik va termodinamik parametrlarga sezgir bo'lmagan kovalent yig'ish jarayonlarini aniq nazorat qilish imkonini beradi. Quvvatli ultratovushni suyuq muhitga qo'llash molekulyar o'zaro ta'sirga ta'sir qiladi, o'z-o'zini yig'ishni tezlashtiradi, aralashtirishni kuchaytiradi va nano miqyosda strukturani qayta tashkil etishni rag'batlantiradi.
Sonication Supramolekulyar Assambleyaga qanday ta'sir qiladi
Vodorod bog'lanishi, p-p stacking, metall koordinatsiyasi va van der Waals kuchlari kabi zaif o'zaro ta'sirlar strukturaning shakllanishini boshqaradigan supramolekulyar tizimlarda ultratovush yig'ilish yo'llariga tanlab ta'sir qilishi mumkin. Bu bir hil yadrolanishni ta'minlaydi, qurilish bloklarining tarqalishiga yordam beradi va an'anaviy sharoitlarda ko'pincha erishib bo'lmaydigan metastabil yoki kinetik tuzoqqa tushgan arxitekturalarning shakllanishiga yordam beradi. Bundan tashqari, sonikatsiya yig'ilgan va demontaj qilingan holatlar o'rtasidagi muvozanatni o'zgartirishi mumkin, bu esa qaytariladigan supramolekulyar tizimlarni boshqarishning dinamik vositalarini taklif qiladi.
Jismoniy ta'siridan tashqari, sonokimyo ekologik jihatdan qulay va energiya tejaydigan yondashuvni ta'minlaydi – ko'pincha erituvchisiz yoki yumshoq sharoitlarda amalga oshiriladi – Bu uni supramolekulyar jellar, nanotolalar, xost-mehmon komplekslari va gibrid nanostrukturalar sintezi uchun jozibador qiladi. Natijada, sonikatsiya nafaqat namuna tayyorlash texnikasi, balki supramolekulyar materiallarni oqilona loyihalash va qayta ishlashda markaziy mexanokimyoviy haydovchi hisoblanadi.
Sonicator UP400St supramolekulyar tuzilmalarning samarali sintezi uchun
Supramolekulalarning ultratovushli sintezi
Sonikatsiya akustik kavitatsiya, vaqtinchalik kesish gradientlari va mikrojet ta'siri orqali keng ko'lamli supramolekulyar tizimlarning shakllanishi, barqarorligi yoki o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Quyidagi toifalar ultratovush yordamida o'z-o'zini yig'ish natijasida olingan yoki ta'sirlangan tipik tuzilmalarni ko'rsatadi:
- Supramolekulyar xost-mehmon komplekslari
Siklodekstrin inklyuziya komplekslari
Cucurbituril asosidagi xost-mehmon tizimlari
Kaliksaren va ustun[5]aren birikmalari
Mexanik ravishda o'zaro bog'langan molekulalar (rotaksanlar, katenlar) - Supramolekulyar grafen oksidi va 2D gibridlari
- p-p stacked grafen oksidi-xromofor komplekslari
- Grafen oksidi-polimer supramolekulyar gibridlari
- Porfirinlar, fullerenlar yoki peptidlar bilan nokovalent funktsionalizatsiya
- Supramolekulyar nanotolalar va nanotubalar
- Peptid amfifil nanotolalar
- p-konjugatsiyalangan nanotolalar (masalan, perilen bisimid, porfirin yoki siyanin hosilalari)
- Vodorod bilan bog'langan yoki p-p stacked nanotubalar
- Supramolekulyar jellar (sonogellar)
- Ultratovush yordamida tetiklangan yoki barqarorlashtirilgan organogellar va gidrogellar
- Sol-gel o'tishlari mahalliy isitish va kesish orqali yuzaga keladi
- Qaytariladigan supramolekulyar tarmoqlar (H-bog'langan, metall-ligand yoki ion)
- Supramolekulyar agregatlar va konglomeratlar
- Amfifil molekulalardan hosil bo'lgan mitsellalar va pufakchalar
- Koaservatlar va kolloid birikmalar
- Ultratovush energiyasidan ta'sirlangan chiral konglomeratlar va polimorfik birikmalar
- Supramolekulyar nanospongelar va gözenekli ramkalar
- Siklodekstrin asosidagi nanospongelar
- Sonokimyoviy tarzda yaratilgan metall-organik ramkalar (MOF) va kovalent organik ramkalar (COFs)
- Kataliz yoki dori yuklash uchun ishlatiladigan gözenekli supramolekulyar tarmoqlar
- Boshqa ultratovushga javob beruvchi supramolekulyar arxitekturalar
- Supramolekulyar kapsulalar va nanokapsidlar
- O'z-o'zidan yig'iladigan mono qatlamlar (SAM) va ko'p qatlamlar
- DNKga asoslangan supramolekulyar tuzilmalar
- Koordinatsion polimerlar va metallogellar
(O'qish va film: Rutgeerts va boshqalar, 2019)
Supramolekulyar assambleyada ultratovushli ilovalar
Ultratovush mexanik, termal va kavitatsion ta'sirlar orqali supramolekulyar o'z-o'zini yig'ishga ta'sir qiladi.
Tezislarning asosiy jarayonlariga quyidagilar kiradi:
- Emulsifikatsiya va nanoemulsiya hosil bo'lishi
- Yog '/suv tizimlarida supramolekulyar inkapsulyatsiyani osonlashtiradi
- Aralashmaydigan fazalarni bir hil aralashtirishga yordam beradi
- Zarrachalar hajmini kamaytirish va deaggregatsiya
- Kattaroq supramolekulyar agregatlarni yoki kristallarni parchalaydi
- Morfologiya va polidispersiyani nazorat qiladi
- Dispersiya va gomogenizatsiya
- Nanozarrachalar yoki supramolekulyar qurilish bloklarining erituvchilarda tarqalishini kuchaytiradi
- Jel yoki gibrid material shakllanishida bir xillikni yaxshilaydi
- Kapsülleme va murakkablashuvni kuchaytirish
- Tsiklodekstrinlar yoki misellar tizimlariga mehmonlarni kiritishni tezlashtiradi
- Dori-darmonlarni etkazib berish yoki katalizlash uchun nanokapsula shakllanishiga yordam beradi
- Elyafni ulash / uzunlikni qisqartirish
- Kavitatsion kesish orqali peptid yoki polimerik nanotolalarni qisqartirish
- Supramolekulyar filamentlar va nanotubalarning boshqariladigan parchalanishi
- Kristallanish va polimorf nazorati
- Boshqariladigan kristall o'sishi uchun ultratovush yordamida yadrolanish
- Metastabil yoki kinetik jihatdan qulay supramolekulyar polimorflarni yaratish
- O'zaro bog'lanish va tarmoqni shakllantirish
- Vodorod bilan bog'langan yoki metall-ligand tarmoqlarida bog'lanishning qayta tashkil etilishini keltirib chiqaradi
- Supramolekulyar metall-organik ramkalar (MOF) shakllanishini boshlaydi.
- Supramolekulyar gidrogellar va sonogellarning shakllanishiga yordam beradi
- Sonokimyoviy faollashtirish va funksionallashtirish
- Supramolekulyar modifikatsiya uchun reaktsiyalarni boshlaydi
- Funktsional qismlarni xost iskalalariga kovalent bo'lmagan biriktirish imkonini beradi
- Degradatsiya va teskari demontaj
- Ultrasonik energiya supramolekulyar konstruksiyalarni teskari tarzda qismlarga ajratish uchun ishlatiladi
- Ultrasonik stimulyatsiya ostida kapsulalangan turlarning nazorat ostida chiqarilishi
Supramolekulalar uchun eng yaxshi sonikatorni oling
Hielscher sonikatorlari suyuq fazali jarayonlarda energiyani aniq etkazib berish uchun maxsus ishlab chiqilgan yuqori samarali prob tipidagi ultratovushli tizimlar bo'lib, ularni murakkab arxitekturalarning sonokimyoviy va supramolekulyar yig'ilishi uchun juda mos keladi. Ularning amplituda, vaqt, impuls rejimi va haroratni aniq nazorat qilishlari takrorlanadigan kavitatsiya dinamikasini ta'minlaydi, samarali aralashtirish, yaxshilangan massa uzatish va supramolekulyar tashkil etish uchun zarur bo'lgan kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sirlarni faollashtirishga yordam beradi. Sonokimyoda bunday boshqariladigan akustik kavitatsiya o'z-o'zini yig'ishni tezlashtirishi, mezbon-mehmon kompleksini osonlashtirishi va supramolekulyar agregatlarning morfologiyasi yoki barqarorligiga ta'sir qilishi mumkin. Hielscher qurilmalarining mustahkamligi, miqyosi va raqamli jarayoni monitoringi kichik miqyosdagi laboratoriya tajribalaridan tortib sanoat sintezigacha bo'lgan reaktsiya sharoitlarini nozik sozlash imkonini beradi - amaliy materiallar ishlab chiqarish bilan fundamental supramolekulyar tadqiqotlarni birlashtiradi.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5 dan 1,5 ml gacha | na | VialTweeter |
| 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 dan 150 litrgacha | 3 dan 15 l / min | UIP6000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000hdT |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000hdT |
Dizayn, ishlab chiqarish va konsalting – Germaniyada ishlab chiqarilgan sifat
Hielscher ultrasonikatorlari eng yuqori sifat va dizayn standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va qulay foydalanish ultratovush qurilmalarimizni sanoat ob'ektlariga silliq integratsiya qilish imkonini beradi. Qo'pol sharoitlar va talabchan muhit Hielscher ultrasonikatorlari tomonidan osonlik bilan hal qilinadi.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya bo'lib, eng zamonaviy texnologiya va foydalanuvchilarga qulaylik bilan ajralib turadigan yuqori samarali ultratovush apparatlariga alohida e'tibor beradi. Albatta, Hielscher ultrasonikatorlari Idoralar talablariga javob beradi va UL, CSA va RoHs talablariga javob beradi.
Ultrasonik emulsifikatsiya supramolekulyar tuzilmalarni yig'ishga yordam beradi
Adabiyot / Adabiyotlar
- 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 so'raladigan savollar
Supramolekula / Supermolekula nima?
Supramolekula yoki supermolekula - bu vodorod bog'lanishi, p-p stacking, metallni muvofiqlashtirish yoki Van der Vaals kuchlari kabi kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sirlar orqali bir-biriga bog'langan ikki yoki undan ortiq molekulyar ob'ektlarning diskret kimyoviy birikmasi. Kovalent bog'langan molekulalardan farqli o'laroq, bu tuzilmalar teskari va ko'pincha yuqori selektiv o'z-o'zini yig'ish jarayonlari orqali paydo bo'lib, paydo bo'ladigan xususiyatlarga ega murakkab arxitekturalarni keltirib chiqaradi.
Supramolekulyar kimyoning asosiy usullari qanday?
Supramolekulyar kimyoning asosiy usullari molekulyar tanib olish va o'z-o'zini tashkil qilish atrofida aylanadi. Xost-mehmon kimyosi, shablonli sintez, koordinatsion kimyo va zaif molekulalararo kuchlar tomonidan boshqariladigan o'z-o'zini yig'ish kontseptual va eksperimental asosni tashkil qiladi. NMR spektroskopiyasi, izotermik titrlash kalorimetriyasi va rentgen kristallografiyasi kabi analitik vositalar ushbu o'zaro ta'sirlarni miqdoriy va tizimli o'rganishda markaziy o'rinni egallaydi.
Supramolekulyar qurilma nima?
Supramolekulyar qurilma - bu molekulyar komponentlar signal o'tkazish, molekulyar kommutatsiya, kataliz yoki energiyani aylantirish kabi aniq vazifalarni bajarish uchun kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sirlar orqali tashkil etilgan funktsional tizim. Ushbu qurilmalar ko'pincha biologik funktsiyalarni taqlid qiladi, boshqariladigan molekulyar harakat va nano o'lchamdagi reversibilitedan foydalanadi.
MOFlar supramolekulyar tuzilmalarmi?
Metall-organik ramkalar (MOF) haqiqatan ham supramolekulyar tuzilmalar sifatida qaralishi mumkin, chunki ularning kengaytirilgan kristalli tarmoqlari metall ionlari yoki klasterlar va organik bog'lovchilar o'rtasidagi muvofiqlashtiruvchi aloqalar orqali qurilgan. Ushbu bog'lanishlar qisman kovalent xususiyatga ega bo'lsa-da, MOFlarning modulli, o'z-o'zidan yig'iladigan tabiati va ularning yo'nalishli, qaytariladigan o'zaro ta'sirlarga bog'liqligi ularni kontseptual jihatdan supramolekulyar kimyoning keng doirasiga joylashtiradi.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.