Кластеризація води в міжчастинковому просторі гідрофобного нанокремнезему АМ-1

The processes occurring in hydrated powders and concentrated suspensions of hydrophobic silica were studied by 1H NMR spectroscopy. It is shown that a mixture of methyl silica and water with a hydration of less than 1 g / g is a wet powder, where water is in the form of submicron clusters filling the interparticle voids of nanosilica, and the interfacial energy is directly proportional to the amount of added water. It was found that at high water concentrations there is a spontaneous increase in the size of water structures, which is accompanied by a sharp decrease in interfacial energy, that may reflect the disappearance of narrow interparticle voids or their filling with air. It is shown that aqueous suspensions of AM-1 are easily mixed with a weakly polar organic solvent chloroform, forming a stable suspension with close the amounts both of water and chloroform. It was revealed that the aqueous suspension of methyl silica has high thixotropic properties, which depend on the time and the magnitude of the applied mechanical loads.Методом 1Н ЯМР спектроскопії було досліджено процеси, що відбуваються в гідратованих порошках і концентрованих суспензіях гідрофобного кремнезему. Показано, що суміш метилкремнезему та води при гідратованості менше 1 г/г являє собою вологий поршок, де вода знаходиться у вигляді субмікронних кластерів, що заповнюють міжчастинкові проміжки нанокремнезему, а міжфазна енергія прямо пропорційна кількості води, що додається. Виявлено, що при великих концентраціях води відбувається спонтанне збільшення розміру водних структур, яке супроводжується різким зменшенням міжфазної енергії, що може відображати зникнення вузьких міжчастинкових зазорів або заповнення їх повітрям. В роботі показано, що водні суспензії АМ-1 легко змішуються із слабополярним органічним розчинником хлороформом, формуючи стійку суспензію, де кількість води та хлороформу може бути близьким. Виявлено, що водна суспензія метилкремнезему має високі тиксотропні властивості, які залежать від часу та від величини прикладених механічних навантажень

Low-temperature ¹Н NМR spectroscopic study of hydration properties of a hybrid system based on nanosilica, DNA and doxorubicin in the presence of C₆₀ fullerene

The structure of hydrate cover layers of SiO₂–DNA–Dox (where Dox: doxorubicin) and SiO₂–DNA–Dox–C₆₀ fullerene hybrids was studied by means of low-temperature ¹H NMR spectroscopy in tetrachloromethane. The hydration properties of SiO₂–DNA–Dox nanomaterials combined with fullerenes and their derivatives are extremely important for their further use as therapeutics in cancer treatment and for safety reasons. The findings reveal that the hydration properties of the hybrids differ from those of the solid DNA particulates or SiO₂–DNA systems due to the existence of different types of water clusters, namely the weakly- (WAW) and stronglyassociated water (SAW) clusters. For SAW clusters the radial distributions as well as the distributions of change in Gibbs free energy due to adsorptive interactions at the surfaces of the investigated systems were obtained