auto-asamblare moleculara.pptx

16
Universitatea Politehnica Bucuresti Auto-asamblare moleculara Facultatea IMST Specializarea NSN Student:Sangeorzan Cristian Dan Grupa:631 AB AN: III

Upload: mihaiiulian

Post on 09-Nov-2015

51 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Universitatea Politehnica Bucuresti

Universitatea Politehnica Bucuresti

Auto-asamblare molecularaFacultatea IMSTSpecializarea NSN

Student:Sangeorzan Cristian DanGrupa:631 ABAN: IIIProf. coordonator:Lacatus Elena

CuprinsCe este auto-asamblarea moleculara?Tipuri de auto-asamblareCaracteristiciAvantajeRolul ei in naturaRolul ei in tehnologieAplicatiiBibliografieCe este auto-asamblarea moleculara?Auto-asamblarea moleculara este procesul prin care moleculele iau o anumita forma fara sa fie ghidate sau aranjate de o sursa exterioara.Auto-asamblarea este principiul fundamental care genereaza o structura organizata pe toate scarile incepand de la molecule si pana la galaxii.Acesta este definit ca un process reversibil in care partile sau componentele dezordonate ale unui sistem pre-existent formeaza structuri ale unor modele.

n auto-asamblare, structura final este "codificata" prin forma i proprietile moleculelor care sunt utilizate, n comparaie cu tehnicile tradiionale, cum ar fi litografia, unde structura final dorit trebuie sculptata dintr-un bloc mare de materie. Auto-asamblare este astfel menionat ca fiind o tehnica de fabricaie "de jos n sus", n comparaie cu litografia care este o tehnic "de sus n jos".Pe o scar molecular, aplicarea corect i controlat de fore intermoleculare poate duce la nanostructuri noi i imposibil de realizat anterior. Acesta este motivul pentru care auto-asamblarea moleculara este un domeniu de mare actualitate in domeniul nanotehnologiei astzi

(Un exemplu de auto-asamblare moleculara, prin legturi de hidrogen) - http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_self-assembly

Tipuri de auto-asamblare Auto-asamblare statica: implica sisteme care sunt inr-un echilibru local sau global si care nu fac risipa de energie. De exemplu,cristalele moleculare sunt formate prin auto-asamblare statica.In auto-asamblarea statica, formarea unei structuri ordonate poate necesita energie(de exemplu,sub forma de agitare) ,dar odata ce aceasta este formata,este stabila. Auto-asamblare dinamica: interactiunile responsabile cu formarea unor structuri sau modele intre componente apar numai daca sistemul face risipa de energie.

Auto-asamblare modelata: interactiunile dintre componente si caracteristicile obisnuite in mediul lor determina structura care se formeaza.Cristalizarea pe suprafete care determina morfologia cristalului este un exemplu.

Auto-asamblare biologica: este varietatea si complexitatea functiilor pe care le produce.

Auto-asamblare dinamica - Exemple

(A) O micrografie optic a unei celule cu marcare fluorescenta citoscheletului i nucleului; microtuburi (~ 24 nm n diametru) sunt colorate n rou(B)unde de reacie-difuzie(C) Un agregat simplu cu dimensiune de trei milimetri ,rotativ, discuri magnetice care interacioneaz ntre ele prin interaciuni vortex-vortex. (D) banc de pesti(E) inele concentrice formate din margele metalice cu diametrul de 1 mm si care ruleaza pe cai circulare pe un suport dielectric;(F) celulele formate deasupra unui suport metalic micropatentat. Distana dintre centrele celulelor este de ~ 2 mm.CaracteristiciAuto-asamblarea reflect informaii codificate (ca form, proprieti ale suprafetei, masa, etc), n componentele individuale;aceste caracteristici determina interactiunile dintre ele;Design-ul componentelor, care se asambleaza in modelele si functiile dorite,este cheia pentru aplicatiile de auto-asamblare.Auto-asamblarea moleculara implic interaciuni covalente sau necovalente slabe (van der Waals, electrostatice, i interaciuni hidrofobe). n auto-asamblarea componentelor mai mari - obiecte mezo-sau macroscopice - interaciunile pot fi adesea selectate i adaptate, i pot include interaciuni precum atracie gravitaional, cmpuri electromagnetice externe, i magnetice, care nu sunt importante n cazul moleculelor.Deoarece auto-asamblarea cere componentelor s fie mobile, aceasta are loc, de obicei, in fazele lichide sau pe suprafete netede.Mediul poate modifica interaciunile dintre componente; folosirea de limite i alte abloane n auto-asamblare este deosebit de importanta, deoarece sabloanele pot reduce defectele i structurile de control.Avantajen primul rnd, efectueaz multe dintre cele mai dificile etape din nanofabricare - cele care implic modificri la nivel atomic a structurii - folosind tehnicile foarte bine dezvoltate de chimie sintetica.

n al doilea rnd, se bazeaza pe nenumaratele exemple din biologie: auto-asamblarea este una dintre cele mai importante strategii folosite n biologie pentru dezvolarea de structuri complexe, funcionale.

n al treilea rnd, poate incorpora structuri biologice direct n compoziia sistemelor finale.

Cum functioneaza auto-asamblarea?

sausau

Lucruri viisaucaramidafunctionabilitatesupramolecularLegaturi puterniceLegaturi slabe12How the self assembly works just like we use the brick to build mailbox, house and tower. The polymers we used for self assembly also have multiple usage. The bonds within polymer are strong bonds, but between polymers, they connect with weak bonds. Usually the products of self assembly have some special functions. The products of self assembly also can self assemble again and form large functional bodies. Weak intermolecular bonds, such as van der Waals bonds, that selectively bind molecules to a site in an assembly are what make Molecular Self Assembly (MSA) so varied. It would be almost impossible to mimic MSA complexity using synthetic, aggressive chemistry to join molecules together via covalent bonding. Although a covalent bond is much stronger, precursors, acidic/basic conditions, and high temperatures are required for chemical synthesis. For MSAs, synthetic chemistry is used only to construct the basic building blocks (that is, the molecules), and weaker intermolecular bonds are involved in arranging and binding the blocks together into a structure. This weak bonding makes solution, and hence reversible, processing of MSAs possible.

Rolul ei in naturaAuto-asamblarea poate aparea spontan n natur, de exemplu n celule ,dar i in alte sisteme biologice, precum i n sistemele umane prin inginerie. Lumea a fost creata prin auto-asamblare!Rolul ei in tehnologieAuto-asamblarea este o metod de fabricaie utilizata pentru a construi lucruri la scara nanometrica. Multe sisteme biologice se folosesc de auto-asamblare pentru a asambla diferite molecule i structuri. Imitnd aceste strategii i crearea de noi molecule cu capacitatea de a auto-asambla n ansambluri supramoleculare ,este o tehnic important n domeniul nanotehnologiei. Auto-asamblarea implic un proces chimic numit sintez convergenta.Microcipuri ale viitorului ar putea fi realizate prin auto-asamblare moleculara.AplicatiiCristalizare la toate nivelurile. Robotic i fabricaie. Nanostiinta si Tehnologie. Microelectronica. Bibliografiesigma-aldrich.comWikipedia.org