Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Từ những bông tuyết đến thạch anh, các cấu trúc tinh thể của thiên nhiên hình thành với sự đối xứng hệ thống đáng tin cậy. Các nhà nghiên cứu nghiên cứu sự hình thành vật liệu tinh thể đã chỉ ra rằng giờ đây có thể kiểm soát cách thức tinh thể phát triển – bao gồm làm gián đoạn sự phát triển đối xứng của tinh thể phẳng và tạo ra chúng để tạo thành những quả cầu tinh thể rỗng. Khám phá này là một phần của nỗ lực thiết kế rộng hơn tập trung vào việc đóng gói thuốc cho các phương pháp điều trị bằng thuốc.
Sự phát triển mới được báo cáo gần đây trên tạp chí khoa học Nature Communications , được dẫn dắt bởi Christopher Li, Tiến sĩ, giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Drexel, nghiên cứu tập trung vào các cấu trúc polymer kỹ thuật cho các ứng dụng đặc biệt, hợp tác với Bin Zhao, Tiến sĩ, giáo sư trong Khoa Hóa học tại Đại học Tennessee, Knoxville. Công trình của họ cho thấy các cấu trúc này như các quả cầu tinh thể polymer có thể được hình thành đơn giản bằng cách trộn các hóa chất trong dung dịch – thay vì điều khiển vật lý sự tăng trưởng của chúng.
“Hầu hết các tinh thể phát triển theo mô hình thông thường, nếu bạn nghĩ về những bông tuyết, có một sự đối xứng tịnh tiến hướng dẫn tế bào đơn vị lặp lại trong suốt vảy tinh thể. bị phá vỡ khi phân tử kết tinh, “Li nói. “Điều này có nghĩa là chúng ta có thể kiểm soát hình dạng tổng thể của tinh thể khi nó hình thành – đó là một sự phát triển rất thú vị, cả về ý nghĩa khoa học và ý nghĩa của nó đối với việc sản xuất hàng loạt các liệu pháp nhắm mục tiêu.”
Kỹ thuật Li sử dụng để ép những gì thường là một tinh thể dạng vảy để tự vẽ thành một khối cầu dựa trên công trình trước đây của mình với các polyme trông giống như bàn chải và tinh thể polymer hình thành từ các giọt nhũ tương. Việc kết hợp các polyme “chai cọ” đáng tin cậy này làm hệ thống cấu trúc của tinh thể, cho phép Li định hình sự phát triển của nó bằng cách điều chỉnh “lông” của bàn chải.
Li chia sẻ: “Một polymer bàn chải chai có lông lót xung quanh một cột sống, những gì chúng tôi phát hiện ra là chúng tôi có thể làm cho cột sống đó uốn cong khi kết tinh bằng cách đóng gói lông ở một bên của nó. Điều này đặt mô hình được lặp đi lặp lại khi tinh thể phát triển – vì vậy thay vì phát triển bằng phẳng, nó uốn cong ba chiều để tạo thành một hình cầu.”
Điều này có nghĩa là số lượng polyme lông cứng trong dung dịch sẽ xác định cột sống của bàn chải chai uốn cong bao nhiêu và do đó hình dạng và kích thước của quả cầu pha lê.
Nhóm của Li cũng báo cáo về cách tạm dừng sự hình thành của tinh thể, để lại các lỗ trên quả cầu có thể hữu ích cho việc chèn một trọng tải dược liệu trong quá trình sản xuất. Sau khi được lấp đầy, nó có thể được đóng lại bằng các polyme được điều chỉnh để giúp hướng nó đến mục tiêu của nó trong cơ thể.
Nhóm nghiên cứu đã làm việc hướng tới thành tích này trong một thời gian. Tinh thể hình cầu này thể hiện trong các cấu trúc mạnh mẽ mà chúng ta thấy trong tự nhiên từ vỏ trứng đến mũ virus, vì vậy các nhà khoa học tin rằng đây là hình thức lý tưởng để tồn tại sự khắc nghiệt của việc cung cấp thuốc trong cơ thể. Có thể kiểm soát các thuộc tính của tinh thể như nó hình thành là một bước quan trọng để hiện thực hóa ứng dụng này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Drexel . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :