Wetenschappers van de Graduate School of Science aan de Osaka University hebben microdeeltjes van superabsorberend polymeer (SAP) gemaakt die zichzelf assembleren tot structuren die kunnen worden aangepast door de verhouding van het deeltjestype aan te passen. Dit onderzoek kan leiden tot nieuwe afstembare biomimetische 'slimme materialen' die specifieke chemicaliën kunnen detecteren en erop kunnen reageren.

Biologische moleculen in levende organismen hebben een opmerkelijk vermogen om zelf-geassembleerde structuren te vormen wanneer ze worden geactiveerd door een extern molecuul. Dit heeft ertoe geleid dat wetenschappers hebben geprobeerd andere 'slimme materialen' te maken die reageren op hun omgeving. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van de Universiteit van Osaka heeft een afstembaar systeem bedacht met poly (natriumacrylaat) microdeeltjes waaraan een van de twee soorten chemische groepen kan zijn bevestigd. De instelbare parameters x en y verwijzen naar het molaire percentage microdeeltjes met β-cyclodextrine (βCD) en adamantyl (Ad) residuen, respectievelijk.

"We ontdekten dat de macroscopische vorm van assemblages gevormd door microdeeltjes afhankelijk was van het residugehalte, " zegt mede-senior auteur Akihito Hashidzume. Om assemblages te vormen, x moest minimaal 22,3 zijn; echter, de vorm van assemblages kan worden gecontroleerd door y te variëren. Naarmate de waarde van y toenam, de clusters werden steeds langer. Het team veronderstelde dat bij hogere waarden van y, kleine clusters kunnen zich vroeg vormen en aan elkaar plakken, wat leidt tot langgerekte aggregaten. Omgekeerd, toen y klein was, clusters zouden pas aan elkaar plakken na veel botsingen, wat resulteert in meer sferische aggregaten. Dit biedt een manier om af te stemmen op de vorm van de resulterende clusters. Het team mat de aggregaten onder een microscoop om de vormen van assemblages te bepalen met behulp van een statistische analyse.

"Op basis van deze bevindingen we hopen te helpen de oorsprong van de diverse vormen van levende organismen te onthullen, die macroscopische samenstellingen zijn die worden bestuurd door moleculaire herkenning, ", zegt mede-senior auteur Akira Harada. Dit onderzoek kan ook leiden tot de ontwikkeling van nieuwe slimme sensoren die clusters kunnen vormen die groot genoeg zijn om met het blote oog te zien.