Chemici hebben een nieuw materiaal gemaakt dat zichzelf op een voorspelbare en reproduceerbare manier in 2D-netwerken assembleert. Het materiaal heeft een reeks nieuwe eigenschappen, wat betekent dat het talloze toepassingen kan hebben, hoewel het tijd en veel onderzoek zal vergen om te bepalen hoe het het beste kan worden gebruikt.

belangrijk, het onderzoek levert een zeer zeldzaam voorbeeld van "bottom-up" materiaalcreatie; het is buitengewoon uitdagend om controle uit te oefenen over een zelfassemblerend materiaal, zodat chemici de structuur ervan op betrouwbare wijze kunnen voorspellen en reproduceren, afhankelijk van de omgeving waarin het zich bevindt, maar het Trinity-team heeft precies dat gedaan.

Aanvullend, wetenschappers zijn al lang geïnteresseerd in het ontwikkelen van zelfassemblages met anionen-template, omdat ze een groot potentieel hebben om gevaarlijke en vervuilende moleculen uit de omgeving te verwijderen. Echter, werken met anionen (ionen met een negatieve lading) in plaats van kationen (ionen met een positieve lading) is om een ​​aantal redenen moleculair uitdagend.

Senior auteur van het onderzoek, Thorfinnur Gunnlaugsson, hoogleraar scheikunde aan het Trinity, zei:

"Anionen zijn wijdverbreid in onze wereld, met velen van hen die specifieke rollen in de natuur vervullen - voor zowel levende als levenloze materie. Maar, omdat deze processen vaak worden gemedieerd door specificiteit, wanneer er veranderingen optreden in deze interacties, kunnen de resultaten schadelijk zijn voor het leven en het milieu. Om deze reden, we zijn altijd geïnteresseerd geweest in het verkrijgen van een diep begrip van hoe deze moleculen zich binden met als uiteindelijk doel het imiteren van de manier waarop eiwitten en enzymen interageren met anionen in de natuur.

Proberen om een ​​materiaal te maken dat precies doet wat je denkt dat het zal doen - en wat je het nodig hebt - in verschillende omgevingen is ongelooflijk uitdagend, omdat omgevingen zelden altijd stabiel zijn. Het is iets van een duistere kunst, maar na een enorme hoeveelheid werk hebben we met succes iets gecreëerd dat een gecontroleerde, hiërarchisch 2D-netwerk, en we kunnen precies voorspellen hoe het eruit zal zien in verschillende omgevingen."

Voortbouwend op hun eerdere werk, het team 'hervormde' een ligand (een stof die een complex vormt met een molecuul om een ​​biologisch doel te dienen) door te sleutelen aan de moleculaire structuur, zodat in plaats van sulfaationen vast te houden en ze in kooiachtige structuren vast te houden, het gebruikt ze in plaats daarvan als lijm om hun zeer geordende 2D-materiaal te maken.

Hun baanbrekende werk werd ondersteund door Science Foundation Ireland en omvatte een samenwerking met onderzoekers van het MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology aan de Universiteit van Canterbury. Het wordt beschreven in een internationaal geprezen tijdschrift Chemo .

Het team is nu enthousiast om de eigenschappen van het nieuwe materiaal te onderzoeken om mogelijke toepassingen in de rest van de wereld te overwegen. Het is mogelijk dat het een impact kan hebben op de gezondheid via gerichte medicijnafgifte (het is biologisch compatibel); in drukwerk of in een setting die gels gebruikt; of zelfs in de wereld van elektronica, waar nieuwe materialen worden aangeprezen als de sleutel tot batterijen die langer meegaan en betere prestaties van hoogwaardige goederen.

Professor Mick Morris, Directeur van het SFI AMBER onderzoekscentrum in Trinity, toegevoegd:

"Het potentieel van dit werk kan niet worden onderschat. Het vertegenwoordigt het werk van vele jaren en mensen in het laboratorium van professor Gunnlaugsson om chemische methoden te ontwikkelen om complexe materialen door ontwerp te synthetiseren, waardoor ze op veel gebieden kunnen worden toegepast. Dit werk is een belangrijk onderdeel van ons programma in AMBER, waardoor het centrum uitdagingen kan aanpakken die we ooit voor onmogelijk hadden gehouden."