Natural and synthetic nanomaterials: from nacre to organic-inorganic hybrids

Abstract

AbstractSedef je svjetlucavi sloj u unutrašnjosti nekih puževa i školjkaša, te je jedan od najbolje istraženih prirodnih nanomaterijala. Vedina volumena sedefa otpada na aragonit (95%), dok ostatak otpada na organske spojeve. Sedef je privukao pažnju znanstvenika zbog iznimne čvrstode, koja daleko nadilazi onu čistog aragonita. Uzrok tome je složena struktura koju čine aragonitne ploče i koje se slažu nasumično ili u stupce s organskim slojem kao vezivom između njih. Aragonitne ploče su poligonalne tvorevine kod kojih su nano-zrnca aragonita povezana na organski kostur od hitina. Osim složene strukture po principu cigle (aragonitne ploče) i žbuke (organski sloj), postoje i tzv. nano-mostovi između ploča kroz organski sloj koji uz hrapavost površine aragonitnih ploča pomažu pri raspršenju energije udarca i pridonose čvrstodi strukture. Modifikacijom poznatih materijala sintetiziran je niz materijala strukturno sličnih sedefu čija mehanička svojstva su vidno poboljšana u odnosu na polazne supstance. U posljednje vrijeme kemija nanomaterijala je sve više usmjerena na sintezu organsko-anorganskih hibridnih materijala u ravnotežnim i neravnotežnim uvjetima. Nastali nanomaterijali su izrazito složeni i mogli bi nadi svoju primjenu u elektronici, kao kapsule za lijekove, senzori, katalizatori i sl. Tri su osnovne tehnike sinteze organsko-anorganskih hibridnih materijala (i) Integrativno samoudruživanje (Integrative self-assembly), (ii) Složeno ravnotežno samoudruživanje (higher-order equilibrium self-assembly) i (iii) Samoudruživanje pradeno transformacijom (transformative self-assembly)