Zoek Sitemap   
English    
Afzender
Radboud UniversiteitFaculteit der NWIBiologieHOMEWebmodulenElektronenmicroscoop in actie > Amfifielen

Amfifielen

Naar de FESEM simulator...
Klik op het grijs plaatje hierlinks om de simulator te laden of open nieuw venster.
De FESEM simulator werkt met Java. Als de benodigde Java (TM) plug-in 1.3 nog niet op jouw computer is geinstalleerd, word je automatisch naar Sun Microsystems, Inc doorgeschakeld. Volg de (simpele) stap-voor-stap instructies om de plug-in gratis te downloaden. Zodra de installatieprocedure afgerond is zal de virtuele FESEM van zelf opgestart worden.
 
Download een groot beeld © van deze blaasjesvormige PS-PIAT aggregaten (57 KB; auteur: D. Vriezema)

 

Aggregaten van amfifiele moleculen

Download een afdrukbaar document van deze pagina in Word (120 KB) of pdf (290 KB) formaat
 
Morfologie van amfifielen

 
Hydrofiele (vochtaantrekkende; hydros = water; fiel = lievend) moleculen lossen goed op in water (een polair oplosmiddel), terwijl hydrofobe (waterafstotende) moleculen het beste in een apolair medium oplossen. Moleculen die zijn opgebouwd uit zowel een hydrofiel (in dit plaatje groen) als een hydrofoob gedeelte (hier blauw gekleurd), worden amfifielen genoemd (amphi = beiden). Amfifiele moleculen richten hun domein met de hoogste affiniteit voor het oplosmiddel naar dit oplosmiddel toe; het andere deel van het molecuul komt zo te liggen dat contact met het oplosmiddel juist vermeden wordt. Op die manier rangschikken amfifielen in oplossing zich volgens een bepaald patroon en vormen ze allerlei soorten aggregaten. De vorm (morfologie genoemd) van de aggregaten wordt bepaald door de verhouding tussen de grootte van het hydrofiel en het hydrofoob gedeelte, maar ook door andere factoren zoals de aard van het oplosmiddel en de temperatuur. Scanning electronen microscopie en andere technieken hebben verschillende "mofologieen zichtbaar gemaakt: micellaire staven (A), micellen (B), vlakke twee-lagige membraanstructuren (C), blaasjes (D) en omgekeerde aggregaten (E).
Zeep ontleent zijn waskracht voornamelijk aan amfifielen die het vuil losmaken door een brug te vormen tussen het waswater en (vettige) deeltjes"op een oppervlakte of in wasgoed. Amfifielen vormen ook de basis van celmembranen die ervoor zorgen dat verschillende delen in de cel (bijv. de kern, de vacuole, organellen zoals mitochondria, endoplasmatisch reticulum en chloroplasten) als compartimenten van elkaar worden gescheiden en voor schadige invloed van buiten worden beschermd.

Bolvormige aggregaten van polystyreen-blok-polyisocyaniden: "microvaatjes"

Polyethyleen polyisocyanide aggregaten De bolvormige aggregaten die in deze demonstratie getoond worden, bestaan uit amfifiele polystyreen polyisocyaniden (afgekort PS-PIAT; zie structuurformule) die op de afdeling Organische Scheikunde (Radboud Universiteit Nijmegen) zijn gesynthetiseerd. Deze sferische aggregaten zijn verkregen door het PS-PIAT polymeer in een organisch middel (tetrahydrofuran) op te lossen en het mengsel in water in te spuiten. De aggregaten lijken op blaasjes, want ze bestaan uit een omhulsel met de eigenschappen van een dubbele membraan en ze zijn hol in het midden. De blaasjes hebben een doorsnede van ongeveer 1.5 micrometer, zijn erg stabiel en behouden hun vorm ook na droging aan de lucht. Men heeft gevonden dat kleurstof moleculen en zelfs enzymen in deze blaasjes ingesloten konden worden. Het microblaasjes systeem is bijzonder interessant omdat het perspectieven biedt voor toepassingen als micro/nanoreactor.
 

Zelf-assemblerende kunstmatige receptoren: "moleculaire wasknijpers"

Andere amfifielen die gesynthetiseerd en onderzocht worden op de (bio)materialen afdelingen van de radboud Universiteit Nijmegen zijn de zogenaamde "moleculaire wasknijpers". Dit zijn kunstmatige receptoren met een U-vormige hydrofobe holte en een hydrofiel ruthenium (tris)bipyridine complex (zie structuurformule links). In water rangschikken deze moleculen zich van zelf in een vast patroon doordat ze elkaars holte opvullen (schets in het midden). Uiteindelijk worden rechthoekige aggregaten gevormd (fesem beeld rechts; onderzoeker: H. Elemans) die bestaan uit duizenden moleculen, en die alle een vaststaande vorm en een vergelijkbare grootte hebben. De ordening van de moleculen is bevestigd door X-ray poederdiffractie en hoge resolutie magnetische kernresonantie technieken. De organisatie van de chromofore rutheniumcomplexen maakt dat aggregaten interessant zijn voor verdere ontwikkeling als fotoactieve elementen.
 
zelf-assemblerende moleculaire knijpers Fesem plaatje van aggregaten van moleculaire knijpers Molecuulstructuur van een moleculaire knijper

 
(Meer informatie over dit onderwerp en nanotechnologie: J.A.A.W. Elemans, A.E. Rowan, and R.J.M. Nolte, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1532-1540).
 
Software ontwikkeling: Jeroen van Beurden.
Webstructuur: Remco Aalbers.
Teksten en beelden: Dennis Vriezema, Hans Elemans, Elisabeth Pierson en Huub Geurts.

laatst aangepast: 17 okt 2011