Self-Assembled Nanomaterials I - 9783540851028

Nanotechnologia to tworzenie użytecznych materiałów, urządzeń i systemów poprzez kontrolę materii w skali nanometrów. Odbywa się to w skali atomów, cząsteczek i struktur supramolekularnych. W świecie chemii teoretyczne projektowanie struktur molekularnych i zoptymalizowana kontrola warunków samoorganizacji umożliwiły nam kontrolowanie powstałych samoorganizujących się morfologii o wymiarach od 1 do 100 nm z precyzją singanometryczną. Ten obecny nurt badawczy, stosujący podejście oddolne do cząsteczek, znacząco kontrastuje z podejściem odgórnym w nanotechnologii, w której urządzenia elektroniczne są miniaturyzujące do wielkości mniejszej niż 30 nm. Jednak nawet inżynierowie pracujący z najnowocześniejszą technologią komputerową twierdzą, że utrzymanie tempa poprawy opartego na teorii Moore’a stanowienie prawa będzie najtrudniejszym wyzwaniem w nadchodzącej dekadzie. Z drugiej strony doskonałe właściwości i inteligentne funkcje różnorodnych materiałów naturalnych zainspirowały chemików zajmujących się polimerami i organami do opracowania syntetycznych alternatyw organicznych poprzez ekstrakcję niezbędnych elementów strukturalnych. W szczególności jednowymiarowe struktury w przyrodzie o wyrafinowanej hierarchii, takie jak mielinowane aksony, neurony, ścięgna, rurki białkowe tubuliny i pajęczyny, dostarczają intrygujących przykładów zintegrowanych funkcji i właściwości. Na tym tle szybko rośnie zainteresowanie supramolekularnym samoorganizacją jednowymiarowych architektur, takich jak włókna i rurki z cząsteczek amfifilowych, cząsteczek biopokrewnych i odpowiednio zaprojektowanych samoorganizujących się cząsteczek polimerów. Wewnętrzne właściwości cząsteczek organicznych, takie jak różnorodność struktur, łatwa implementacja funkcjonalności i właściwość agregacji, zapewniają nieskończone możliwości rozwoju nowych i interesujących zaawansowanych materiałów w najbliższej przyszłości. Morfologicznie zmienne cechy zespołów supramolekularnych mogą również funkcjonować jako wstępnie zorganizowane szablony do syntezy jednowymiarowych hybrydowych nanopozytów. Otrzymane jednowymiarowe materiały hybrydowe organiczno-nieorganiczne, organiczno-bio lub organiczno-metalowe mają potencjalne zastosowanie w układach czujników/elementów wykonawczych, nanodrutach i urządzeniach optoelektrycznych. Obecny tom dotyczący samoorganizujących się nanowłókien (tom 219) i Na-tubes (tom 220) zapewnia przegląd tych aspektów w ośmiu rozdziałach.