به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، نانوذرات دارای خواص منحصر به‌فردی هستند که آن‌ها را به ابزاری استثنایی با کاربرد‌های مختلف، از پزشکی گرفته تا الکترونیک تبدیل می‌کند. یکی از حقایق کمتر شناخته شده در مورد آن‌ها این است که سطح این نانوذرات نقش مهمی در رفتار و عملکرد آن‌ها دارد.
تحقیقات به رهبری ولادیمیر باولین، محقق برجسته در دانشگاه روویرا آی ویرجیلی و ولفگانگ پاراک، از دانشگاه هامبورگ، نشان داده است که مولکول‌هایی به‌نام لیگاند می‌توانند محیط‌های محلی منحصر به فردی را در سطح نانوذرات ایجاد کنند. نتایج این تحقیق در نشریه Accounts of Chemical Research منتشر شده است.
این مطالعه نشان داده است که لیگاندها به‌عنوان یک لایه محافظ عمل می‌کنند تا پایداری نانوذرات را فراهم کرده و از تجمع آن‌ها جلوگیری کنند.
بر اساس این تحقیقات، لیگاندها همچنین می‌توانند با جذب یا دفع یون‌ها، بار سطحی خود را تغییر دهند. این امر بار مؤثر نانوذره و در نتیجه خواص آن را تغییر می‌دهد. این پدیده به «غربالگری دبای» معروف است.
ولادیمیر باولین می‌گوید: «این تغییر در بار می‌تواند یک اثر دومینویی داشته باشد، و بر سایر خواصی که ممکن است در ابتدا نادیده گرفته شده باشند، تاثیر بگذارد. این محیط محلی می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر رفتار نانوذره داشته باشد، برهمکنش‌های آن با مولکول‌های دیگر را تغییر داده و عملکرد آن را تحت تاثیر قرار دهد.»
پدیده تغییر خواص سطح پیامد‌های قابل توجهی برای کاربرد‌های حسگری دارد. غلظت موادی که اندازه‌گیری می‌شوند، در صورتی که در نزدیکی سطح نانوذره باشند، می‌تواند به‌طور قابل توجهی متفاوت باشد. درک و بهره‌برداری از این تنوع می‌تواند منجر به توسعه فناوری‌های تشخیص دقیق‌تر و حساس‌تر شود.
علاوه‌بر این، نقش لیگاندها می‌تواند برای تعدیل واکنش‌های شیمیایی که در نزدیکی سطح نانوذره اتفاق می‌افتد مورد استفاده قرار گیرد. با مهندسی دقیق لیگاندها، می‌توان محیط‌هایی را ایجاد کرد که به طور انتخابی مولکول‌ها را فیلتر کرده، واکنش‌ها را تسریع کنند یا پروتئین‌های خاص را حتی در غلظت‌های پایین جذب کنند.
این یافته‌ها می‌تواند تاثیر قابل توجهی در زمینه‌های مختلف از سلامت گرفته تا تولید مواد شیمیایی و فناوری‌نانو داشته باشد.