Dextran complexes with single-walled carbon nanotubes

• Autorzy: Stobiński L. , Polaczek E. , Rębilas K. , Mazurkiewicz J. , Wrzalik R. , Lin H. M. , Tomasik P.

Warianty tytułu

PL

Kompleksy dekstranów z jednościennymi nanorurkami węglowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Formation of surface and inclusion complexes of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) with dextrans of Mw 6000 to 2 000 000 was proven spectrally, rheologically, and calorimetrically. Band shifts in the Raman spectra, increase in the viscosity of aqueous solutions of particular dextrans after admixture of SWCNT, and enthalpies of melting of those complexes were independent on molecular weight of dextrans. Computational simulations were performed using the HyperChem 7 and Gaussian 03 packages, starting from a model of single, short SWCNT and linear dextran chain made of 12, 18 or 24 ß-D-glucose units. The simulation indicated that dextran chains composed of 12 or 18 ß-D-glucose units only partly enveloped SWCNT and the intermolecular interactions in both terminals of the chains prevailed. The dextran containing 24 ß-D-glucose units fully enveloped SWCNT. However, the role of SWCNT in the envelop formation was limited solely to its hydrophobic interactions with the central part of the dextran chain.

PL

Metodą spektroskopii Ramana (rys. 1, tabela 1), oraz na podstawie wyników badań reologicznych (tabela 2) i kalorymetrycznych (DSC, tabela 3) potwierdzono powstawanie kompleksów dekstranów o ciężarze cząsteczkowym (Mw) z przedziału 6000-2 000 000 z jednościennymi nanorurkami węglowymi (SWCNT). Przesunięcia pasm w widmach Ramana, wzrost lepkości wodnych roztworów dekstranów po dodaniu SWCNT oraz wartości entalpii topnienia powstających kompleksów nie zależały od ciężaru cząsteczkowego użytego dekstranu. W odniesieniu do modelowych, krótkich nanorurek węglowych i liniowych dekstranów zbudowanych z 12, 18 lub 24 jednostek ß-D-glukozowych wykonano komputerowe symulacje posługując się programami HyperChem 7 i Gaussian 03 (rys. 2-4). Stwierdzono, że dwa pierwsze dekstrany tylko częściowo otaczają nanorurkę, natomiast ich końce zawijają się w wyniku oddziaływań wewnątrzcząsteczkowych o charakterze wiązań wodorowych. Dopiero najdłuższy dekstran całkowicie owija nanorurkę, ale jej udział w tworzeniu otoczki sprowadza się jedynie do hydrofobowych oddziaływań ze środkową częścią łańcucha dekstranu.

Słowa kluczowe

EN

dextrans; carbon nanotube; complexation; molecular dynamic

PL

dekstrany; nanorurki węglowe; kompleksowanie; dynamika molekularna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 7-8
• Strony: 571--575
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Stobiński L.

autor

Polaczek E.

autor

Rębilas K.

autor

Mazurkiewicz J.

autor

Wrzalik R.

autor

Lin H. M.

autor

Tomasik P.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Physical Chemistry, Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa,

Bibliografia

• 1. Kim O. K., Je J. T., Baldwin J. W., Kooi S., Phersson P. E., Buckley L. J.: J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4426.
• 2. Lii C. Y., Stobinski L., Tomasik P., Liao C. D.: Carbohydr. Polym. 2003, 51, 93.
• 3. O'Connel M. J., Beul P., Erickson L. M., Huffman C., Wang Y., Haroz E., Kuper C., Tour J., Ausman K. D., Smalley R. E.: Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 265.
• 4. Star A., Steuerman D. W., Heath J. R., Stoddart J. F.: Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2508.
• 5. Stobinski L., Tomasik P., Lii C. Y., Chan H. H., Lin H. M., Liu H. L., Kao C. T., Lu K. S.: Carbohydr. Polym. 2003, 51, 311.
• 6. Polaczek E., Stobiński L., Mazurkiewicz J., Tomasik P., Kołaczek H., Hong-Ming Lin: Polimery 2007, 52, 34.
• 7. Polaczek E., Tomasik P. J., Mazurkiewicz J., Stobinski L., Wrzalik R., Tomasik P., Lin H. M.: J. Nanosci. Nanotechnol. 2005, 5, 479.
• 8. Mazurkiewicz J., Tomasik P.: Bull. Chem. Soc. Belg. 1996, 105, 173.