Начало / Университетът / Факултети / Факултет по химия и фармация / Структура / Катедри / Инженерна химия и фармацевтично инженерство / Проекти / RotaActive

   
FMI

 

RotaActive „Фазови преходи с ротаторни фази в капки: нов подход за създаване на активни микро- и наночастици“ (програма „Вихрен“)

 

Научен колектив

Обявени конкурси

Публикации

Представяне на резултати по проекта

 

Много органични вещества (алкани, алкени, алкохоли, триглицериди, фосфолипиди и др.) имат забележителното свойство да образуват междинни “ротаторни” фази между техните изотропни течни и напълно подредени кристални фази. Ротаторните фази са меки пластични материали с висока ротационна и ограничена транслационна подвижност на молекулите в тях. Тези фази са широко разпространени в природата и техниката, поради важните им специфични свойства, позволяващи образуването на супер-хидрофобни, самовъзстановяващи се и смазващи тънки слоеве.

В този проект образуваме ротаторни фази в капки от неполярна течност, диспергирани във водна среда, за да създадем концептуално нов клас от активни меки микро- и наночастици.

Предварителните ни експерименти показаха, че тези капки могат спонтанно да променят формата си, да плуват, да поглъщат капчици от околната среда (прото-ендоцитоза), да се делят на два еднакви фрагмента (прото-деление), да се разпръскват на стотици по-малки частички (прото-спори) и да реагират на външни стимули – активности, които най-често асоциираме с биологичните организми.

Тези активности черпят енергия от околната среда като използват малки вариации на температурата с времето (в рамките на 2 до 5оС) около температурата на топене на материала на капките. Частиците се активират без да се използват външни силови полета (електрическо, магнитно и т.н.външни сили и без пространствени градиенти на температурата или на разтворени вещества.

Механизмите, задвижващи тези процеси, включват сложно взаимодействие между динамиката на образуване на ротаторни фази в капките, повърхностното замръзване на капките и свързаните промени във формата на капките. Ще развием нови теоретични модели, за да опишем тези явления и за да разкрием основните фактори контролиращи активността на тези частици.

По този начин ще създадем възможност за първи път да се изследва и използва този нов клас от меки микро- и наночастици, които могат да съчетават няколко активности едновременно. Тези частици ще открият нови перспективи за изследвания в няколко свързани научни области: активна материя, произход на живота, изкуствен живот, меки роботи и (след допълнително развитие) наномедицина.

 

1

Микроскопски снимки на деформирани емулсионни алканови капки с различни несферични форми: бактериоподобни по форма частици с флагели (камшичета), триъгълни призми с пипала и пръчковидни частици.

 

Партньорски организации

Фонд Научни Изследвания