सोने के नैनोकणों के साथ बहुलक ब्रश को डुबोकर एक स्विच करने योग्य समग्र में परिणाम होता है जो पीएच के आधार पर इसकी मोटाई बदलता है। पत्रिका सॉफ़्ट मैटर में डार्मस्टेड यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी में भौतिकविदों द्वारा शोध नैदानिक या पर्यावरणीय विश्लेषण के लिए रासायनिक नैनोसेन्सर तैयार करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
पॉलिमर ब्रश मैक्रोमोल्यूलर चेन होते हैं जो सतह पर घनी गठित होते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के कारण, श्रृंखला सतह से फैली हुई है और एक फर-जैसी परत बनाती है जिसमें कई सौ नैनोमीटर की मोटाई होती है। वर्तमान में, शोध ने बहुलक प्रणालियों के डिजाइन पर ध्यान केंद्रित किया है जो पीएच, तापमान या विशिष्ट बायोमाकर्स जैसे विभिन्न पर्यावरणीय उत्तेजनाओं का जवाब देते हैं। टीयू डार्मस्टेड और टीयू बर्लिन के भौतिकविदों ने पहली बार पीएच-संवेदनशील सोना नैनोकणों के संयोजन से बहुलक ब्रश की मोटाई को कैसे बदला जा सकता है।
डिक्रान बोयासियान ने कहा, "पॉलिमर चेन और सोना नैनोकणों का संयोजन विशेष रूप से चिकित्सा निदान या पर्यावरण विश्लेषण में वादा कर रहा है।" 30 वर्षीय डॉक्टरेट छात्र प्रोफेसर रेजिन वॉन क्लेनज़िन के नेतृत्व में "इंटरफेसियल सॉफ्ट मैटर" समूह में काम करता है।
"यह तकनीक अभी भी विकास के शुरुआती चरणों में है, और मुख्य लक्ष्य यह है कि बहुलक प्रणाली और नैनोकणों के बीच बातचीत को नियंत्रित वातावरण में समायोजित और कैलिब्रेटेड किया जा सकता है," बोयासियान ने समझाया। स्मार्ट पॉलिमर सामग्री का प्रयोग जहरीले या कैंसर कोशिकाओं के लिए रासायनिक नैनोसेन्सर की रिपोर्ट करने के लिए किया जा सकता है, मानव शरीर में अंग पैरामीटर या लक्षित दवा रिलीज की निगरानी कर सकते हैं।
Boyaciyan एक सेंसर के रूप में अपने दीर्घकालिक उपयोग के लिए दो प्रकार के पीएच-असंवेदनशील बहुलक का परीक्षण किया: गैर-आयनिक पीएनआईपीएएम और cationic पीएमईटीएसी। पूर्व को अनुपयुक्त माना जाता है क्योंकि उच्च पीएच पर ब्रश से सोने के कणों को धोया जाता है। हालांकि, cationic पीएमईटीएसी ब्रश में, पीएच में परिवर्तन से सोने के कण प्रभावित नहीं होते हैं।
इसके अलावा, बोयासियान प्रदर्शन करने में सक्षम था कि पीएमईटीएसी से सोने के नैनोकणों को शामिल करके और उनके जटिल गठन कैसे काम करते हैं, एक रिवर्सिबल पीएच स्विच कॉम्प्लेक्स तैयार करना है। एक अम्लीय वातावरण में, कण चार्ज खो देते हैं और कण-कण इंटरैक्शन और कण-ब्रश इंटरैक्शन होते हैं। इससे ब्रश सूजन हो जाता है क्योंकि इसकी श्रृंखला कम प्रतिबंधित होती है।
इसके विपरीत, एक क्षारीय वातावरण कणों पर नकारात्मक चार्ज बनाता है और एक सकारात्मक चार्ज ब्रश के साथ बातचीत को प्राथमिकता दी जाती है। श्रृंखला के पतन ब्रश परत पतली बनने का कारण बनता है।
चूंकि मोटाई भिन्नता प्रतिबिंबित प्रकाश की वर्णक्रमीय संरचना को भी प्रभावित करती है, इसलिए सामग्री को कलरिमेट्रिक नैनोसेन्सर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इसके बहुत छोटे आकार के कारण, यह माइक्रोलैसर और स्पेक्ट्रोमीटर के साथ जोड़ा जा सकता है, जो भविष्य में प्रयोगशाला चिप प्रणाली और यहां तक कि मानव कोशिकाओं में भी उपयोग किया जा सकता है।
