Биологические наноструктуры

85 
В-разветвленные полимеры
: 
8-произвольно 
разветвленный (короткие цепи), 9-
произвольноразветвленный (длин цепи) 10-гребнеобразный упорядоченно разветвленный, 
11-звездообразный упорядоченно разветвленный; 
Г-дендритные 
полимеры
:12проивольно 
сверх 
разветвленный, 
13-контролированно 
разветвленный, 14-упорядоченный дендрон и дендример.[2] 
Супрамолекулярные (комплексные
) наноструктуры представляют собой 
следующую за полимерами область наноматериалов, которая основана на 
молекулярном взаимодействии отдельных блоков за счет водородных, 
вандерваальсовых 
взаимодействиях. 
Такие 
наноструктуры 
позволяют 
целенаправленно изменять молекулярные взаимодействия и синтезировать 
супрамолекулярные структуры за счет самосборки мономерных компонентов. 
На рис. 1.70, где представлены различные супрамолекулярные структуры, 
основанные на принципе молекулярного распознавания и самосборки. 
Рис. 1.70. Схемы супрамолекулярных структур, на основе принципа молекулярного 
распознавания и самосборки.[2] 
Следующей по сложности являются наноструктуры на основе полимера, 
включающего нанопоры и кластеры катализатора. Поры в полимере включают 
мономер, который может полимеризоваться при окислении в присутствии 
катализатора. Когда возникают трещины в материале, распространение 
трещины внутрь материала приводит к разгерметизации поры. Мономер, 
содержащийся в поре под действием катализатора полимеризуется. Это 
приводит к самозалечиванию трещины. см. рис. 1.71. Такую наноструктуру 
можно рассматривать как умный (интеллектуальный) материал, который 
меняет свою структуру, подстраиваясь под изменяющиеся условия.

86 
Рис. 1.71. Полимерный нанокомпозит, включающий нанопоры и кластеры катализатора 
самопроизвольно залечивает трещины в себе.[2] 
В случае полимеров могут образовываться нанокристаллиты с размерами 
10 20
нм

. 
Полностью 
выпрямленная 
макромолекула 
полимера 
с 
молекулярным весом 50 000 а.е.м. имеет длину около 450 нм. Одна и та же 
макромолекула проходит через ряд кристаллитов и аморфных областей. 
Жесткие макромолекулы должны кристаллизоваться в выпрямленной 
конформации с образованием кристаллитов с выпрямленными цепями. Гибкие 
макромолекулы складываются и возвращаются в один и тот же кристаллит со 
сложенными цепями. См. рис. 1.72
. 
Рис. 1.72.в. Cхема построения кристаллитов с гибкими и жесткими цепями.[2] 
К композитным полимерным материалом относят материалы, содержащие 
композитные нанокластеры с переменным составом на микроскопическом 
уровне, полученные на основе 
золь-гель технологии
. 
Оксополимеры
, 
полученные золь гель технологией, обладают пористой структурной сеткой с 
размером пор 1-10 нм. Эффективным способом получения гибридных 
нанокомпозитов являются методы, в которых происходит одновременное 
формирование органической и неорганической сеток. На рис показано 

87 
формирование неорганического кластера оксида кремния в полимерной 
матрице полиэфирсульфона, и схема возможной гибридной организации 
неорганического кластера в полимерной сетке. См.рис. 1.73. 
Рис. 1.73. а) Иммобилизация неорганического кластера в полимерной матрице. ПЭС-
полиэфирсульфон. б) схема структуры гибридного полимер-неорганического материала.[2] 
Размеры строительных блоков и инаноструктуры. 
В таблице 1.3 приведен список молекулярных масс и характерные размеры 
биологических наночастиц по возрастанию. 
Табл.1.3. [1] 
Тип 
Вещество 
M 
г/моль 
Размер d 
нм 
аминокислоты Глицин 
75 
0,42 
Триптофан 
246 
0,67 
Нуклеотиды 
Цитозин фосфат 
309 
0,81 
Гуанин фосфат 
361 
0,86 
Хлорофилл растений 720 
1,1 
Белки 
Инсулин 
6000 
2.2 
Гемоглабин 
68000 7,0 
Вирусы 
Вирус гриппа 
60 
Бактериофаг 
2
T
140 

жүктеу/скачать 12,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: