Пигменты и вирусы создали новый композит для фотоокислительных реакций
Москва, 20:53, 12 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Команда исследователей из Университета Аалто разработала новую стратегию создания вирусных материалов для катализа.
Цель проекта – проложить путь к применению оптически активных биогибридных материалов, сочетающих биомолекулы и синтетические агенты, в наномедицине, органическом синтезе и других сферах, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования представлены в Advanced Materials.
«Первой сложностью стал выбор правильного фотосенсибилизатора, — сказал Эдуардо Анайя. – Мы решили использовать фталоцианины, синтетическую производную гематопорфирина (пигмента крови), из-за уникальных свойств и генератора реактивного кислорода. Однако, применение такого красителя в водной среде ухудшало производительность. Требовался правильный дизайн для сохранения характеристик».
Благодаря привлечению группы профессора Томаса Торреса из Автономного университета Мадрида была синтезирована новая производная фотосенсибилизирующего вещества. Молекула сохраняла характеристики в растворах с разной ионной силой. Дизайн обеспечивал фотоактивность красителя даже в водной среде.
«Одним из направлений исследования была разработка новых белковых структур и их потенциальное применение в новых материалах, — сказал профессор Маури Костиайнен. – Наш подход основан на супрамолекулярных взаимодействиях, вроде электростатических связей. В рамках проекта мы решили объединить положительно заряженный пигмент с отрицательно заряженным вирусом табачной мозаики (стержневидная структура, длиной около 300 нм). Получился фотоактивный волокнистый материал. Подход привел к созданию упорядоченных нитей, чьи характеристики были установлены с помощью рассеяния рентгеновских лучей и нескольких видов микроскопии».
Краска остается активной, несмотря на обездвиживание в волокнах.
«Мы можем зафиксировать реакционный центр твердым основанием и пропустить через него раствор. Взаимодействие активируется только видимым светом. Это позволяет создать непрерывный, масштабируемый поток для реализации окислительного процесса», — сказал Анайя.
Команда изготовила подтверждающее работоспособность концепции устройство, фиксирующее волокна в стеклянных капиллярах. Поступающий поток окислялся несколькими циклами. Волокна сохраняли структурную стабильность и фотоактивность. По окончании окисления световой импульс мог расщеплять их, упрощая очистку трубок. Представленный подход стал первым шагом к применению биогибридов в непрерывных поточных реакциях – экологически дружественном промышленном процессе.
