Регулювання спектра d; абсорбція полідопаміну - гіпноз втрата ваги - Аромат
Синтез та характеристика PDA, легованих TEMPO. (А) Схематичне зображення PDA, легованого TEMPO, із вужчим зазором і покращеною здатністю поглинання світла порівняно із звичайним КПК. (B) Полімеризація дофаміну та TEMPO, разом з їх молекулярними структурами та порошковими фотографіями. (C) SEM-зображення PDA-3. (D) Аналіз картографування EELS PDA-3 (шкали, 100 нм). (E) Спектри обстеження XPS PDA-i (i = від 0 до 3). а.у., довільні одиниці. (F) піки C 1s, (G) N 1s піки та (H) O 1s піки в спектрах XPS PDA-3. Кредит: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abb4696
Полідопамін
Натхненний біомакромолекулярними пігментами меланіну, полідопамін (PDA) приділяє все більшу увагу застосуванню в поверхневій техніці, фототермічній терапії та біовізуалізації. Сильні адгезивні та світлопоглинаючі властивості PDA також можуть отримати вигоду від міжфазного проектування під час відновлення води. Вчені запропонували багато синтетичних методів для отримання наноматеріалів PDA, хоча і з обмеженою увагою для регулювання спектру його поглинання. Процес полімеризації дофаміну складається з декількох складних шляхів і тому до кінця не вивчений. Отже, Zou et al. висловив гіпотезу, що побудова структур, сильно кон'югованих з донорно-акцепторними парами в наноструктурах PDA, може регулювати спектр поглинання зразка. Для досягнення цієї мети в цій роботі вони розробили стратегію синтезу в одному горщику для синтезу наночастинок PDA (NP) з регульованими властивостями поглинання світла.
Синтез та характеристика
Під час синтетичного процесу вони провели пряму кополімеризацію 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксилу (TEMPO) - типового нітроксильного радикала на дофаміні у водному розчині. Вони легували фрагмент TEMPO в мікроструктурі полідопаміну шляхом ковалентного з'єднання молекули з олігомерами 5,6-дигідроксиіндолу (DHI) та індол-5,6-хінону (IQ), щоб зменшити енергію матеріалу, що заборонено, і поліпшити поведінка поглинання світла звичайних наночастинок полідопаміну (PDA NP). Вчені підтвердили результати за допомогою електрохімічного аналізу, моделювання теорії функціональної щільності та спектральних вимірювань. Робота продемонструвала виняткову фототермічну ефективність для продукту, який може використовуватися для міжфазного генерування сонячної пари та опріснення морської води.
Запропоновані шляхи реакції та утворення проміжних продуктів під час полімеризації дофаміну та TEMPO. (a) Запропоновані шляхи та механізми реакції під час полімеризації дофаміну та TEMPO. (b) ESI-MS-спектр розчину неочищеного продукту через 5 хв реакції; (c) Запропоновані проміжні молекулярні структури, віднесені до основних піків у (b). Кредит: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abb4696
Вчені розробили три типи NP PDA (з оцінкою від 1 до 3) з різними рівнями легування та однаковими розмірами частинок шляхом регулювання початкової концентрації TEMPO. Вони синтезували звичайні NP PDA шляхом автополімеризації дофаміну в присутності амонію за допомогою добре відомого методу. Вони спостерігали за характеристиками отриманого зразка PDA за допомогою скануючої електронної мікроскопії, динамічного розсіювання світла та інфрачервоних спектрів перетворення Фур'є (FTIR). Використовуючи рентгенівську фотоелектронну спектроскопію (XPS), вони підтвердили існування вуглецю, азоту та кисню у всіх зразках PDA, продемонструвавши успішну підготовку NP PDA з додаванням TEMPO. На підставі результатів Zou et al. висловив гіпотезу про два можливі шляхи утворення сітчастої високомолекулярної структури.
Покращення світлопоглинання та фототермічної поведінки PDA, легованих TEMPO.
Команда вивчила здатність поглинання світла та загальний фототермічний ефект цих дозованих TEMPO NP PDA, де продукт сильно поглинав світло, ефективно вловлюючи та перетворюючи сонячну енергію в теплову енергію з багатьма додатками. Під час подальших випробувань вони розсіяли PDA-3 у воді з кількома концентраціями для лазерного опромінення. Порівняно з багатьма іншими винятковими фототермічними матеріалами, PDA, леговані TEMPO, показали кращу фототермічну поведінку. Наприклад, Zou et al. зазначив, як наночастинки золота можуть зазнати значних втрат поглинання світла після тривалого опромінення внаслідок структурного руйнування через тепло, що супроводжує експериментальні умови. На відміну від цього, команда показала, як леговані ТЕМПО NP PDA підтримували покращену здатність поглинання світла завдяки покращеній фототермічній поведінці порівняно зі звичайними фототермальними наноматеріалами. Отриманий матеріал може служити фототермічним агентом наступного покоління для доповнення різноманітних застосувань.
Покращення світлопоглинання та фототермічної поведінки PDA, легованого TEMPO. (А) Фотографії водних розчинів КПК з концентрацією 50 і 100 мкг мл-1. Фото: Юань Цзоу, Університет Сичуань. (B) L * значення різних водних розчинів PDA. (C) УФ-віс-NIR-спектри PDA-i (i = 0 до 3) в діапазоні від 300 до 1500 нм. (D) Підвищення температури PDA-3 при різних концентраціях при лазерному опроміненні 808 нм. (E) Фототермічна реакція водних розчинів PDA-i (i = від 0 до 3) (100 мкг мл-1) протягом 600 с з лазерним опроміненням 808 нм, потім лазер вимикали. (F) Температурні криві PDA-3 (100 мкг мл-1) під час чотирьох циклів увімкнення/вимкнення та лазерного опромінення при 808 нм. Інтенсивність світла лазера при 808 нм становила 2,0 Вт см-2. (G) Коефіцієнт молярної екстинкції, ΔT та загальна ефективність фототермічного PDA-i (i = від 0 до 3). Фото: Юань Цзоу, Університет Сичуань. Кредит: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abb4696
Аналіз регулювання структури та властивостей поглинання PDA, легованих TEMPO
Процес перетворення світлової енергії в КПК. (А) ЕПР-спектри PDA-i (i = від 0 до 3) з однаковою масою твердої речовини. (B) Графіки кінетичної перехідної абсорбції для PDA-i (i = від 0 до 3). (C) Перехідні спектри поглинання PDA-3 при зазначених часах затримки. (D) Кінетичний слід ОВНС PDA-3. mOD, середня оптична щільність. Кредит: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abb4696
Застосування для опріснення води
Таким чином, Юань Цзоу та його колеги запропонували простий метод регулювання спектру поглинання полідопаміну (PDA) в процесі одноразової полімеризації в присутності дофаміну та TEMPO. Отримані наночастинки мали покращену світлопоглинальну здатність та фототермічні ефекти у порівнянні зі звичайними наноматеріалами PDA завдяки структурі донора-акцептора в системі PDA. Коли вони нанесли отриманий PDA на основі TEMPO на целюлозну плівку, конструкція діяла як відповідний поглинач сонячного світла для випаровування води з високою ефективністю сонячної конверсії та чудовою швидкістю випаровування тепла. Робота забезпечить нові можливості для структурних та функціональних наноматеріалів PDA, придатних для легкого збирання.
Використання селективного поглинача світла для побудови системи фототермічного каталізу
Кайфен Ву та співавт. Індукований плазмоном перенос гарячих електронів з точки Au на стержень CdS в наногетероструктурах CdS-Au, Нано-літери (2013). DOI: 10.1021/nl402730м
S. Premi et al. Хемекситація похідних меланіну індукує фотопродукти ДНК ще довго після впливу УФ, Наука (2015). DOI: 10.1126/science.1256022
Цитата:
Регулювання спектру поглинання полідопаміну (11 вересня 2020 р.)
отримано 11 вересня 2020 року
з https://phys.org/news/2020-09-absorption-spectrum-polydopamine.html
Цей документ є об’єктом авторського права. Окрім добросовісного використання для приватних досліджень чи досліджень, ні
будь-яка частина може бути відтворена без письмового дозволу. Вміст надано лише для ознайомлення.