Znanstvenici IRB-a razvili inovativnu nanoprevlaku
(Ena Pezić, Branka Mihaljević i Katarina Marušić / Foto: IRB)
Multidisciplinarni tim istraživača s Instituta Ruđer Bošković (IRB) pod vodstvom dr. sc. Katarine Marušić razvio je inovativnu metodologiju za poboljšanje svojstava i funkcija površina materijala. Primjena ove metodologije mogla bi dovesti do značajnog pomaka u razvoju elektroničkih uređaja, senzora i biosenzora te u elektrokatalizi i medicini.
Zbog opterećenja koje klasična industrija ima na okoliš znanost i industrija se okreću novim ekološki prihvatljivijim procesima i tehnologijama. Radijacijska kemija je grana kemije koja proučava transformacije u materijalima izloženim visokoenergetskom zračenju. Primjenom radijacijsko-kemijskih procesa moguće je izbjeći primjenu različitih otapala i drugih često toksičnih kemikalija te na taj način doprinijeti zaštiti okoliša.
Samoorganizirani nanoslojevi i njihovo umrežavanje
U fokusu ovog istraživanja su samoorganizirani monoslojevi i njihovo umrežavanje u polimernu prevlaku nano debljine. Samoorganizirani monosloj (SAM) je tanki sloj molekula koji je samoorganiziran na površini nekog drugog materijala. Možemo ga zamisliti kao sloj ‘debljine’ samo jedne molekule koji djeluje kao arhitekt materijala. To znači da se molekule u tom sloju same poslože u visoko organiziranu strukturu, bez dodatnih pomagala.
”Postupak samoorganizacije omogućava brzo i precizno stvaranje nanostruktura koje su jako korisne u različitim tehnologijama. Proučavanje ovakvih slojeva ima duboke implikacije za razvoj novih primjena, odnosno funkcija materijala s unaprijeđenim ili potpuno novim svojstvima”, navodi dr. sc. Katarina Marušić, dopisna autorica na radu i viša znanstvena suradnica u Laboratoriju za radijacijsku kemiju i dozimetriju IRB-a..
”Zamislite materijale koji su super-otporni na vanjske utjecaje, visoko selektivni ili sposobni za preciznu interakciju s biološkim stanicama. To su samo neka od obećavajućih područja koja istraživanje samoorganiziranih monoslojeva otvara,” objašnjava .
Znanstvenici dali odgovor na lako odvajanje samoorganiziranih naoslojeva s površine
Problem sa samoorganiziranim monoslojevima, jest da se relativno lako odvajaju s površine kad su izloženi čak i manje agresivnim uvjetima poput atmosferskih uvjeta u urbanim sredinama. Zbog ovog manjka stabilnosti njihova primjena je do danas ograničena. Usprkos opsežnim istraživanjima potencijalne stabilizacije samoorganiziranih monoslojeva do njihove šire primjene do danas nije došlo jer nije pronađen pravi način da ih se stabilizira.
Odgovor na ovo pitanje ponudili su znanstvenici s IRB-a koji su u ovom istraživanju pokazali da je monoslojeve moguće učiniti dugotrajno stabilnim umrežavanjem. U isto vrijeme, ovaj tim razvio je metodologiju koja im omogućava da utvrde stupanj umrežavanja uz pomoć elektrokemijskih mjerenja. Naime, ispitivanje uvjeta umrežavanja dobro uređenog sloja molekula na površini metala nisu jednostavna zbog činjenice da se radi o slojevima debljine svega nekoliko nanometara.
Rezultati istraživanja znanstvenika IRB-a objavljeni su u časopisu Small, jednom od najznačajnijih časopisa u području mikroznanosti i nanoznanosti, a da je riječ o vrlo vrijednim rezultatima ukazuje i činjenica da je uredništvo časopisa istaknulo ovaj rad na naslovnici časopisa.