(Phys.org):en un acuerdo científico de dos por uno, Los investigadores de Cornell han creado nanopartículas de compartimentos que pueden llevar dos o más fármacos diferentes al mismo objetivo. Mientras tanto, la misma tecnología se aplica a las pilas de combustible, donde los catalizadores pueden formarse en estructuras porosas para exponer más área superficial.

Ulrich Wiesner, el Profesor Spencer T.Olin de Ciencia e Ingeniería de Materiales, ha modificado la química de "sol-gel" que se utiliza para autoensamblar partículas de sílice porosas, haciéndolo cambiar de marcha a mitad de una reacción, y crear lo que equivale a dos o más nanopartículas diferentes unidas. El hallazgo se informó en la edición del 19 de abril de Ciencias . Wiesner es autor principal.

"Es la primera vez que me doy cuenta de que se han controlado las formas de las partículas, ", Dijo Wiesner." Los productos hasta ahora son partículas bastante simples con dos o tres compartimentos que se parecen un poco a versiones diminutas de una estación espacial con hábitats sobresalientes, pero los métodos pueden extenderse para crear estructuras mucho más complejas, " él dijo.

El descubrimiento fue en parte fortuito. Al fabricar nanopartículas ordinarias, los científicos vieron una pequeña fracción con brazos hexagonales saliendo de las caras cúbicas. Buscaron comprender los controles.

Wiesner y su equipo de investigación informan sus resultados en Ciencias como "Nanopartículas de sílice mesoporosa multicompartimentales con formas ramificadas:un mecanismo de crecimiento epitaxial". Los otros investigadores incluyen a los primeros autores Teeraporn Suteewong, SRA. '09, Doctor. '10, y el estudiante de posgrado Hiroaki Sai; el estudiante de posgrado Robert Hovden; David Muller, profesor de física aplicada e ingeniería; Sol M. Gruner, profesor de física; y Michelle Bradbury, MARYLAND., Centro Oncológico Memorial Sloan-Kettering.

El iniciador del proceso es una mezcla de organosilanos, moléculas complejas construidas alrededor de átomos de carbono y silicio. Los organosilanos son tensioactivos, similar al jabón, lo que significa que a un extremo de la molécula le gusta acercarse al agua, mientras que el otro extremo intenta mantenerse alejado. Entonces, en el agua, las moléculas se juntan y se unen, al igual que las moléculas de jabón se unen para formar la piel de una pompa de jabón. Aquí ensamblan una red tridimensional que crece para formar partículas de un par de cientos de nanómetros de diámetro, llenos de poros de uno o dos nanómetros de tamaño que podrían llenarse con otro material. (Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro, aproximadamente la longitud de tres átomos en una fila.) La forma de los poros depende, entre otras cosas, en el pH, o acidez, de la solución.

Los investigadores agregaron acetato de etilo, un químico que se descompone en el agua, en el proceso haciendo que la solución sea más ácida. Al principio, los organisilanos forman una red de pequeños cubos que se unen en partículas algo cúbicas, con esquinas redondeadas. A medida que aumenta la acidez, la celosía se vuelve hexagonal, construyendo un cilindro tosco, y los cilindros con base hexagonal comienzan a crecer de las caras de los cubos. El número de cilindros y su longitud se pueden controlar mediante la sincronización del proceso y la concentración de acetato de etilo.

"El trabajo anterior fue sobre cómo controlar la estructura de los poros, ", Dijo Wiesner." Aquí usamos la estructura de los poros para controlar la forma ".

En una pista para el futuro los investigadores pudieron conectar dos o tres cubos con puentes cilíndricos entre ellos, quizás el comienzo de una red a nanoescala de cubos y tubos. "Hemos aprendido a cambiar las condiciones de crecimiento. Si podemos cambiar, podríamos desarrollar todo tipo de arquitecturas originales, "Dijo Wiesner.