.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Nanoclusteri funcţionalizaţi prin agregare īn gaz pentru aplicaţii biomedicale
Dezvoltarea nanomaterialelor magnetice avansate a beneficiat în ultimii ani de metode noi de fabricare, care au permis obţinerea unor proprietăţi magnetice îmbunătăţite în comparaţie cu materialele volumice.
S-a acordat o deosebită atenţie materialelor magnetice asamblate prin tehnici de agregare în gaz sau clusteri. Aceste tehnici sunt potrivite pentru producerea de materiale nanocompozite având un interval larg de aplicaţii pentru medii de înregistrare magnetică, biomedicină şi magneto-electronică. Spre exemplu, nanoclusterii cu morfologie de tip „core-shell“ pot servi drept matrice pentru ataşarea la suprafaţă de molecule de tip anticorpi, markeri tumorali sau aptameri cu proprietăţi de recunoaştere moleculară în aplicaţii nanome-dicale specifice, cum ar fi terapia hipertermică a tumorilor sau administrarea ghidată magnetic a medicaţiei.
Cercetători din cadrul INCDFM-Bucureşti în colaborare cu Universitatea Leicester din Anglia (O. Crişan, K. von Haeften, C. Binns, A.M. Ellis, Nanotechnology 19 (50) (2008) 505602) au pus la punct o metodă de sinteză novatoare, care are avantajul de a produce clusteri metalici cu dimensiuni controlabile şi structuri de tip „core-shell“, alcătuite din clusteri metalici drept core şi straturi de oxid sau înveliş molecular drept shell. Metoda constă din evaporarea din ţinte metalice, urmată de agregare în flux de gaz rar, în incinte cu vid ultraînalt (10-11) a atomilor metalici, care sunt condensaţi şi formează clusteri de dimensiuni controlabile prin presiunea parţială a fluxului de gaz rar, respectiv prin presiunea de vapori metalici evaporaţi în incintă. Metoda este capabilă să producă clusteri de mărimi care se întind pe o plajă foarte largă, de la câteva sute de atomi până la clusteri mari de dimensiuni de zeci de nm sau chiar filme de grosimi micrometrice.
Cele mai simple modele core-shell pentru nanoparticulele magnetice îşi au originea în pasivarea nanoparticulelor de Fe şi Co împotriva oxidării. De exemplu, în aplicaţiile biomedicale, dacă nanoparticulele de fier sunt pasivate cu oxid de fier, în special magnetita, structura astfel obţinută beneficiază de momente magnetice mari datorită miezurilor de fier. În plus, învelişul de magnetită face ca nanoparticulele să nu fie toxice. Aceste sisteme pot furniza un contrast mărit pentru imaginile de rezonanţă magnetică (MRI), deci la o diagnosticare medicală mult mai precisă, sau fac ca metodele de administrare a medicaţiei să fie posibile la gradienţi de câmp magnetic mult mai mici. 
Fig. 1
Principiul metodei utilizate se bazează pe producerea unui fascicul de gaz rar (Ar) rece în expansiune supersonică care trece într-o regiune de vapori de metal de presiune joasă (camera de colectare), creată de un evaporator (creuzet) încălzit rezistiv (Fig. 1). Vaporii de metal sunt colectaţi de moleculele mari de gaz rar, sunt condensaţi instantaneu şi astfel se formează clusteri metalici reci în fasciculul de gaz.
Utilizându-se evaporatori succesivi situaţi în continuarea primului, se pot obţine clusteri de tip core-shell (cu eventuala evaporare a unui alt element metalic). Aceşti clusteri pot fi funcţionalizaţi la suprafaţă (Fig. 2) prin ataşarea de molecule de tip anticorpi, aptameri (de ex. Herceptin) sau alte substanţe cu proprietăţi de recunoaştere moleculară, care au proprietatea de a se ataşa numai pe ţesuturile afectate, în vederea terapiei hipertermice. Clusterii metalici rezultaţi sunt apoi colectaţi pe substrate, cu scopul de a determina ex-situ proprietăţile şi caracteristicile structurale. Dimensiunea clusterilor este controlată de presiunea atomilor colectaţi, care la rândul său depinde de temperatura creuzetului. 
Fig. 2
Metoda de formare de nanoclusteri prin agregare în gaz rar, urmată de funcţionalizare in-situ prin ataşarea la suprafaţă a unei mari varietăţi de materiale: molecule, radicali liberi sau anticorpi, are un potenţial deosebit pentru aplicaţii în cataliză, nanomedicină sau medii de înregistrare magnetică.
Ovidiu Crişan, Institutul Naţional de C-D pentru Fizica Materialelor
Parerea ta conteaza: 
