Micelas aromáticas permitem partículas de policavidade de 100 nm para melhor incorporação de corante

Embora as moléculas com uma única cavidade tenham sido extensivamente estudadas em solução, as funções do estado da solução dos materiais de policavidade permanecem ilusórias devido à sua inacessibilidade sintética.

Os polímeros aromáticos porosos (PAPS) são sintetizados em uma única etapa e oferecem estruturas de cavidade polimérica com alta estabilidade, aplicáveis ​​à adsorção/separação de gás e molécula apenas no estado sólido. Devido à sua forte insolubilidade derivada de agregação, PAPs não substituídos não podem ser usados ​​em nenhum solvente até agora.

Para mover as funções de paps do estado sólido para o estado da solução, pesquisadores do Laboratório de Química e Ciência da Vida do Science Tóquio estudaram a solubilização de papars em água através do encapsulamento por micelas aromáticas.

Publicado em ChemShinji Aoyama, Lorenzo Catti e Michito Yoshizawa relatam que as micelas aromáticas, formadas a partir de anfifiles aromáticos dobrados (AA), são capazes de solubilizar PAPs não substituídos em água, com mais de sete vezes a eficiência em comparação com as micelas alcila convencionais.

A solubilização foi alcançada usando um protocolo simples de moagem-enicação. Análises detalhadas nos estados de solução e sólidos revelaram que os produtos existem como partículas esféricas com diâmetros de cerca de 100 nm.

Enquanto os PAPs são obtidos como uma mistura complexa de vários tamanhos de partículas durante a síntese, o grupo demonstrou separação de tamanho dos materiais aquosos gigantes usando um protocolo de filtração de centrifugação fácil, produzindo produtos com uma distribuição de tamanho altamente uniforme. Um tamanho de partícula regulamentado é considerado importante para possíveis aplicações em materiais funcionais avançados.

É importante ressaltar que os PAPs nas micelas aromáticas incorporaram efetivamente hidrocarbonetos (por exemplo, ciclodecano e tolueno) na água. Por exemplo, agitar uma mistura de um PAP à base de pireno-benzeno encapsulado (PBP) com ciclodecano deu origem a um materials de três componentes, incluindo uma enorme quantidade de moléculas de ciclodecano nas policavidades semi-rígidas, mostrando uma emissão de polímeros aprimorada 9 vezes.

“Apart from hydrocarbons, fluorescent natural dyes may likewise be included into the polycavity, yielding aqueous three-component supplies with pink and inexperienced emission properties. Fluorescent evaluation indicated that the included dyes are current in a extremely dispersed trend, not like in associated monocavity techniques. Introducing fully insoluble dyes like sexithiophene into the polycavities of insoluble supplies utilizing the current methodology will enable the Preparação de materiais multi-componentes anteriormente inacessíveis “, diz o Dr. Catti.

Finalmente, o grupo revelou que a emissão dos corantes incorporados pode ser significativamente aprimorada através da co-incorporação dos hidrocarbonetos na policavidade dopada com corante na água. Por exemplo, a adição de ciclodecano induziu um aumento de nove vezes na emissão vermelha à base de corante, provavelmente devido à redução das interações corante para polímero e corante a dye pelos aditivos volumosos.

Vale ressaltar que a formação seletiva de materiais de quatro componentes, como a presente, é extremamente rara.

A equipe conclui, “o encapsulamento de polímeros aromáticos porosos de 100 nm por micelas aromáticas fornecem um novo tipo de materials gigante de policavidade com excelentes funções de incorporação na água, completamente diferente das moléculas de monocavidade relatadas anteriormente, permitindo a preparação de materiais multi-componentes raros.

“O método relatado aqui também será aplicável a sólidos porosos inorgânicos e orgânicos-inorgânicos, abrindo caminho para materiais superiores adaptados para aplicações de armazenamento, detecção e catalíticas na água”.