Onderzoekers van het Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) stelde voor om op sulfonimide gebaseerde dendrimeren te gebruiken om één molecuul dikke films te maken en creëerde in feite zo'n beschermende waterafstotende film van het nieuwe materiaal die kan worden aangepast om andere gewenste oppervlakte-eigenschappen te bereiken. Hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift, Toegepaste oppervlaktewetenschap.

Door de snelle ontwikkeling van nieuwe materialen is er behoefte aan geavanceerde technieken voor oppervlaktebescherming en modificatie. Wetenschappers zijn druk op zoek naar manieren om de levensduur van de materialen te verlengen en nieuwe nuttige functies te creëren terwijl hun natuurlijke eigenschappen intact blijven. Zo ver, polymeren zijn typisch voor dit doel gebruikt. Echter, het gebruik van polymeren naast andere soorten bescherming kan de natuurlijke eigenschappen van het materiaal veranderen, zoals transparantie, geleidbaarheid of hardheid. Een veelbelovende onderzoekslijn zou zijn om dunne monomoleculaire lagen te creëren die een oppervlak nuttige eigenschappen kunnen geven zonder de intrinsieke eigenschappen van het materiaal aan te tasten. en dendrimeren behoren tot de potentiële kandidaten voor monolagen.

"Dendrimeren zijn unieke moleculen met een sterk geordende homogene monodisperse structuur en boomachtige vertakkingen op hoog niveau, die ten minste 1 nm meten en een strikt gedefinieerd molecuulgewicht hebben, " zegt Julia Bondareva, een doctoraat student aan Skoltech. De synthese en het onderzoek naar de eigenschappen van op sulfonimide gebaseerde dendrimeren is geïnitieerd door Oleg Lukin, een senior onderzoeker bij Skoltech. Zijn onderzoek leidde tot het idee om dendrimeren te gebruiken voor functionele oppervlaktecoatings. Eerder, een CDMM-onderzoeksgroep onder leiding van Oleg Lukin had een paper gepubliceerd over de synthese van op sulfonamide gebaseerde naftyl-versierde dendrimeren in Synthetic Communications. Omdat de naftylgroepen samen met de lange alkylketens het molecuul hydrofoob maken, de wetenschappers besloten om waterafstotende film te maken op basis van de structuren die ze eerder hadden verkregen.

Er zijn veel manieren om films op een oppervlak te maken en aan te brengen, maar weinigen maken het mogelijk om de filmdikte te regelen. De wetenschappers gebruikten de bekende Langmuir-Blodgett-techniek om ultradunne film met een geordende structuur te verkrijgen en op het oppervlak aan te brengen. "Het bleek dat de naftylgroep van de dendrimeer niet alleen de hydrofobe eigenschappen van de film regelt, maar ook de extra binding van de dendrimeermoleculen mogelijk maakt om een ​​dichte en stabiele film te vormen, " legt Julia Bondareva uit.

interessant, uit het onderzoek bleek dat de bevochtigbaarheid van het oppervlak afhangt van de filmruwheid. Verder onderzoek zou het mogelijk moeten maken om de bevochtigbaarheid van de dendrimeerfilm te voorspellen op basis van de ruimtelijke rangschikking van hydrofobe functionele groepen. Dit zal een grote stap voorwaarts zijn in de planning en implementatie van de dendrimeersynthese.

De wetenschappers creëerden het waterafstotende oppervlak als een model dat aantoont dat sulfonimide-dendrimeren kunnen fungeren als bouwstenen voor een stabiele film die het oppervlak specifieke nuttige eigenschappen geeft, elk afhankelijk van de gebruikte functionele groep. Het kiezen van de juiste functionele groep maakt selectieve binding met het medicijnmolecuul mogelijk en, Vandaar, het gebruik van een dendrimeer voor medicijnoverdracht. Ook, een dendrimeer kan als sensor werken als de functionele groep luminescente eigenschappen heeft. Het is goed denkbaar dat dendrimeren meerdere andere toepassingen kunnen hebben.