Directii de cercetare | Chimie supramoleculara | Modelarea moleculara | Polimerizarea radicala vie | Bioacustica | Portofoliu stiintific
| Numar vizitatori: |
| Fenomenul de fotoizomerizare al grupelor azobenzenice a fost exploatat recent intr-o directie de cercetare de mare interes si anume, cea a materialelor "inteligente", capabile sa reactioneze la stimuli externi (in cazul nostru radiatia luminoasa). Ca urmare a studiilor dezvoltate in colaborare cu Universitatea Paris Nord (Franta) si Centre of Molecular and Macromolecular Studies of the Polish Academy of Science, s-a reusit obtinerea unor azo-polimeri hetero-organici, cu potentiala aplicabilitate in biologie, in domeniul fotonicii, sau in stocarea de energie. Este cunoscut faptul ca azo-materialele prezinta o particularitate unica si anume aceea de a genera suprafete nanostructurate cu relief controlabil, ca urmare a interactiunii de o maniera speciala cu radiatiile UV. Principiul nano-structurarii consta in generarea pe suprafata filmului a unor domenii succesive luminate si intunecate, rezultatul fiind contractarea materialului in zonele iradiate, asa cum se poate observa in imaginea de mai jos: | |
 |
 |
| Gradul de noutate al sistemelor studiate in cadrul grupului, consta in utilizarea drept catena de baza a unui lant polisiloxanic, ceea ce confera materialelor anumite particularitati, unice polimerilor pe baza de siliciu (biocompatibilitate, stabilitate termica ridicata, o mare flexibilitate a catenei de baza, temperaturi de vitrifiere coborate etc.). Alaturi de diferite grupe azobenzenice, pe lantul polisiloxanic au mai fost conectate nucleobaze (adenina, timina, citozina si uracil), sisteme donor/acceptor, sau grupe cuaternare de amoniu, in scopul largirii domeniului de aplicabilitate al materialelor. | |
Retele fizice 3D: |
|
 |
 |
Filme azo-polisiloxanice nanostructurate: |
|
 |
 |
Micele fotosensibile: |
|
 |
|
In cazul suprafetelor nanostructurate, azopolisiloxanii prezinta un potential interes in domeniul fotonicii (cresterea randamentului de iluminare al diodelor prin eliminarea proceselor de difuzie, cresterea randamentului de conversie al energiei solare), in biologie (dezvoltarea directionala a culturilor celulare, recuperare ortopedica) sau in nano-litografie. In colaborare cu Institutul National de Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiilor (Dr. I. Apostol, Dr. V. Damian) au fost obtinute deja suprafete nanostructurate avand un pas al retelei cuprins intre 250 si 1000 nm, prin utilizarea radiatiilor UV de 190 sau 360 nm. |
|
 |
|
 |
|
H.G. Craighead , C.D. James, A.M.P. Turner - Current Opinion in Solid State and Materials Science 5 (2001) 177-184; M. Yoshinari, K. Matsuzaka, T. Inoue, Y. Oda, M. Shimono -Journal of Biomedical Materials Research Part A, (2004) 68 A, Issue 2, 227-234 |
|
O directie de aplicabilitatea foarte interesanta a azo-materialelor, care a inceput sa fie dezvoltata in cadrul grupului, este aceea a imobilizarii si nano-manipularii laser pe suprafata filmelor de azo-polisiloxan, a biomoleculelor. Principiul de operare este generarea prin iradiere laser a unei stari cu totul particulare, asemanatoare starii fluide, obtinute ca efect a foto-izomerizarii continue a grupelor azobenzenice. In aceasta directie, grupul nostru si-a adus o contributie teoretica la intelegerea mecanismelor de foto-fluidizare, prin elaborarea conceptului de "instabilitate conformationala", concept care poate explica procesele de curgere generate la temperatura camerei, chiar in cazul materialelor cu temperaturi de vitrifiere situate in domeniul 80-100 °C (N. Hurduc, R. Enea, D. Scutaru, L. Sacarescu, B. C. Donose, A. V. Nguyen - Nucleobases modified azo-polysiloxanes, materials with potential application in biomolecules nanomanipulation - Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, Volume 45, Issue 18, 15 September 2007, Pages 4240-4248). Acest domeniu de studiu este dezvoltat in colaborare cu School of Engineering, University of Queensland, Australia (Prof. Anh V Nguyen, Dr. E. Taran, Dr. Bogdan Donose) si cu Institutul de Biochimie din Bucuresti (Dr. N. Nichita) fiind deja efectuate primele teste de imobilizare ADN la suprafata filmelor de azo-polisiloxan modificate cu nucleobaze. Impreuna cu grupul de cercetare australian, s-a demonstrat posibilitatea de generare a starii foto-fluide prin utilizarea unor conditii operationale specifice, chiar in situatiutia in care iradierea UV nu este efectuata cu surse laser in lumina polarizata. In domeniul micelelor fotosensibile se deruleaza in prezent studii referitoare la sinteza si identificarea parametrilor de agregare critica micelara, in cazul azopolisiloxanilor amfifili, modificati cu grupe cuaternare de amoniu. In cazul azo-polisiloxanilor continand 40-50 % grupe cuaternare, au fost identificate valori foarte mici ale concentratiei critice de agregare micelara, de ordinul 10-3 - 10-2 g/L. Spectrele de absorbtie UV, evidentiaza in momentul agregarii micelare o deplasare spre rosu (red-shift) a maximului de absorbite caracteristic grupelor azobenzenice, fapt care sugereaza asocierea grupelor azobenzenice sub forma unor agregate de tip J. |
|
 |
 |
Bd. Mangeron 71, 700050-Iasi, Tel: 0232 278680, Fax: 0232 271311, http://www.ch.tuiasi.ro
Razvan