Созданы съедобные нанокристаллы

Элементарная ячейка новых съедобных наночастиц. Серый цвет – углерод, красный – кислород, синий – калий, жёлтая сфера представляет одну из многочисленных пор в таких кристаллах (иллюстрация Smaldone et al.).

Пригодные в пищу металлоорганические каркасные структуры (MOF) разработали химики из двух американских и одного британского университетов: Северо-Западного (NWU), Калифорнийского в Лос-Анджелесе (UCLA) и Сент-Эндрю (St. Andrews University).

Высокопористые MOF оптимально подходят для катализа, разделения и хранения газов, а также переноса в организме лекарственных препаратов. Такие частицы могли бы служить и компонентами еды (идея давно витала в воздухе). Но до сих пор большинство MOF делали из органических соединений нефтяного происхождения. Авторы новой работы придумали съедобную и экологичную версию на основе натуральных и нетоксичных веществ.

«Пористая структура в кристаллах достигается быстро и с помощью простых ингредиентов, – отмечает один из авторов исследования Рональд Смелдон (Ronald Smaldone). – Изготовление MOF на базе нефтепродуктов, напротив, может быть дорогостоящим и занимать много времени». На снимке – образцы полученных кристалликов (разные модификации, чуть различные по составу, отличаются цветом) (иллюстрация Smaldone et al.).

Новаторам пришлось столкнуться с тем, что природные «блоки» обычно не обладают нужной для кристаллизации в пористую структуру симметрией. Обойти этот момент, как сообщают учёные в пресс-релизе, им помог γ-циклодекстрин, объединяющий восемь остатков глюкозы в кольцо. В качестве второго компонента специалисты использовали соль щелочного металла – хлорид калия или бензоат калия.

Слева – объёмная модель новой кубической структуры, где жёлтые сферы обозначают нанометровые поры в центре каждого образования из 6 остатков 1,4-связанного D-глюкопиранозила. Синие сферы – К+ ионы. Справа – репрезентация пор и каналов внутри структуры кристалла (иллюстрация Smaldone et al.).

Соединения растворили в воде и кристаллизовали при помощи паровой диффузии с зерновым спиртом Everclear. Получились кубы, образованные шестью молекулами γ-циклодекстрина, связанными ионами калия. Кубы в свою очередь образовали крошечные кристаллики.

Поры в такой структуре занимают 54% объёма, а их площадь составляет 1320 м2/г. Что немаловажно, в воде «экологичные» нанокристаллы, названные CD-MOF, распадаются на составные элементы.

Статья учёных опубликована в Angewandte Chemie International Edition. (Читайте также о крошечных частицах для доставки лекарств и медицинской повязке со встроенными нанокапсулами.)



Открыты древние африканские антибиотики

6 сентября 2010

Графен и ДНК объединили в детектор веществ

3 сентября 2010

Рукотворный фермент впервые одолел токсин

2 сентября 2010

Предложен метод измерения гравитации в наномасштабе

2 сентября 2010

Память из кремния превратила дефект в полезное свойство

1 сентября 2010