Отговор (доц. д-р Димитър Славов):
За да обясним взаимодействитето между монослоя от златни наночастици и адсорбираните рубидиеви атоми първо ще опишем накратко особеностите в струкурата и изграждането на това покритие.
Монослоят от златни наночастици, формиран по повърхността на кюветата, може да се разгледа като система от два компонента - златни наночастици и пасивираща ги молекула от Октадециламин (ОДА). Пасивиращите молекули обгръщат цялата повърхност на сферичната златна наночастица и формират обвивка от дълги въглеводородни вериги, които не са плътно разположени и успоредни една на друга, а застават под определен ъгъл. В този си вид наночастиците покриват повърхността на кюветата. Тази специфична структура прави възможно рубидиевите атоми да се адсорбират върху покритието, попадайки при различни условия - в съседство на различни по вид атоми на покритието. Рубидиевите атоми могат да се адсорбират на края на въглеводородната верига, при завършващата метилова група (CH3) на ОДА молекулата. Друга част ще проникнат в дълбочина на ОДА покритието и ще попаднат под въздействието на две или повече съседни въглеводородни вериги (в съседство на СН групи). Трета част Rb атоми могат да проникнат в по-голяма дълбочина, където да се окажат в съседство на азотния атом от аминогрупата (NH2) на ОДА, или още - до съседство със златните атоми.
Адсорцията на Rb атоми на края на въглеводородната верига се извършва без прехвърляне на заряд между Rb и въглеводородната верига и представлява физисорбция, чиято енергия на връзката се определя от поляризацията на Rb-атом и на CH3 групата - Вандервалсов тип връзка с повърхността. За Rb атоми, достигнали по-голяма дълбочина, е различно. В близост до аминогрупата (NH2), свързана посредством свободната си електронна двойка (the lone pair) със златната повърхност, и до самата златна повърхност, вероятността валентният електрон на Rb да се делокализира е много голяма. Известно е, че рубидият образува комплекси при взаимодействие с амини и рубидиев аурит при контакт с повърхността на златото.
Под външно въздействие обаче, делокализираните електрони на атомите на повърхността могат да бъдат възбудени до разрешените им по-високоенергетични хибридни състояния. Те съответстват на движение на електроните по орбитали, в по-голяма близост до Rb+ в комплекса. Това е намаляване на делокализацията на отнетия електрон и приближаване към неутрализация. Актът на възбуждане протича първоначално с пренебрежимо малка промяна на разстоянието на Rb до повърхността. При това радиусът на Rb е нарастнал до този на неутрален атом и на него съответства минимум на потенциалната енергия, при ново, по-голямо разстояние от повърността. Равновеснтият баланс е нарушен и започва да действа отблъскваща сила. Ако възбуждането на повърхността е извършено с достатъчно голяма енергия, надвишаваща праг, достатъчен за да се преодолее делокализацията на валентния електрон, Rb+ от комплекса може да премине окончателно в неутрално състояние. Хибридните енергетични нива над този праг, заселването на които води до пораждането на достатъчна отблъскавща сила, са наречени "Аnti-bonding states", защото са в състояние да породят откъсването на Rb-атом от повърхността до свободното пространство.
Механизмът в своята цялост е подобен на този при фотодесорбция на алкални атоми от различни повърхности, като например PDMS и SiO2. В разглежданото от нас покритие обаче, комплекси с адсорбирани Rb атоми се получават на повърхността на златна наночастица. Това създава нова, различна възможност за въвеждане на енергия в електроните от комплекса - не само чрез директно поглъщане на светлинен квант, а от енергията на електроните възбудени по повърхността.
Възбуждането на локализиран повърхностен плазмонен резонанс в златните наночастици по същество представлява принудено колективно движение на електроните от златната кристална решетка. На тези електрони светлината придава голяма допълнителна енергия на движение, която се концентрира на повърхността на златото. Големият брой електрони с висока енергия по повърхността са в състояние да предизвикат заселването на така наречените "Аnti-bonding states" от хибридните състояния на комплексите "атом от повърхността - Rb атоми". Привързани към златната повърхността в същност са не само Rb атоми, но и азотните атом от аминогрупата (NH2) на ОДА. По този начин, възбуденият плазмонен резонанс на повърхността на златото ще повлияе също и на връзката Au-N, без задължително да води до нейното разкъсване. На свой ред, това въздействие верижно се предава на делокализираните електроните в амино-групата (NH2) на ОДА молекултата и като цяло повлиява на полярността на ОДА и адсорбираните там Rb атоми. Описаните по-горе процеси протичат в условията на усиленото близко електростатично поле на повърхността на осветената наночастицата, което става на свой ред причина за увеличаване на дължината на връзките и поляризиране на въглеводородните вериги на повърхността.
В крайна сметка, на лице е една тройна система: Златна наночастица, Амин с дълга въглеводородна верига и Рубидиев атом, която е силно подвластна на промените, породени от ефективното въвеждане на енергия в делокализираните електрони на повърхността на златото. Описаната по-горе тройна система не е разглеждана в литературата. За това, по-детайлно описание на количественото разпределение на адсорбираните Rb атоми и механизмът на десорбция от отделните зони на покритието предстои да се характеризира. Десорбцията по този механизъм, се предполага, че е по-голяма за проникналите в по-голяма дълбочина атоми.
В заключение, като пряка връзка с формулировката на въпроса: рубидиевите атоми са в т.н. "Аnti-bonding states" когато са били адсорбирани на повърхността на покритието с делокализация на свободния си електрон и след въвеждане на енергия отвън е настъпил процес обратен на тази делокализация. В това състояни неутрализираният Rb изпитва сила на отблъскване от повърхността
Отговор ( гл.ас. д-р Стефан Колев ):
В настоящата публикация слабите Ван дер Ваалсови взаимодействия са оценени по два начина. Чрез полуемпирично отчитане на дисперсионните сили с прилагане на функционал PBE и метод за отчитане D3; или чрез прилагане на нелокален функционал optPBE-vdW. При последния, оценяването на слабите взаимодействия става на квантово ниво и се очаква по-голяма точност, за сметка на по-голямо изчислително време.
За изследваните комплекси на графен се оказва, че и двата метода дават идентични резултати. На практика електронните нива на системите, изчислени по единия или другия начин, напълно съвпадат. Съвпадат енергиите на свързване и ширина на забранените зони.
Отчитането на слабите взаимодействия се оказва особено важно за незаредените комплекси. Като при комплекса на графен с трифенилметилов радикал, ако не се отчетат, енергията на свързване се подценява 4 пъти.
Отговор ( доц. д-р Николай Донков ):
Представените работи са за антибактериални и противогъбични покрития и те не разглеждат антивирусното въздействие. Понятието антимикробно въздействие /според медиците/ не включва антивирусно такова , но обединява антибактериалното и противогъбично въздействия.
Все пак през февруари беше направен "прострелващ" експеримент за антивирусно въздействие. Резултатът беше повече от обещаващ. Беше установано, че среброто и медните йони / най вероятно и други/ силно снижават вирусната популация за сравнително кратко време. Търси се финансиране за бъдещо изследване вкл. синтез на антивирусни покрития.
Каня колегата персонално за повече информация / ако проявява по голям интерес/!
Отговор ( доц. д-р Николай Донков ):
Целта на представените работи е да се установи ефекта от въздействието на покритията върху представителни бактериални щамове и на Candida, а не "механизмът" на въздействие . Моделирането на интимните процеси на това въздействие е обект на микробиологията! Съществуват доста хипотези.
На мен най много ми харесва тази която описва действието на сребърните йони / на наноравнище/ върху бактериите, включително и върху тези устойчиви на антибиотици.
Изследван е процесът на въздействие на среброто върху протеините на живи бактерии на молекулярно ниво, като е изпозвана фотоактивирана микроскопия за локализация / включваща проследяване на единични частици/.
Идентифицирана е динамиката на протеини в ешерихия коли /моделен организъм за микробиологични изследвания/. Отчетена е ускорена дифузна динамика на протеините и разделяне на двойките нишки на ДНК в бактерията и разкъсване на връзките между протеините и ДНК, което я прави нежизненоспособна.
Отговор ( доц. д-р Николай Донков ):
В презентацията е споменато че прозрачността на слоя е 95,6% . Изследването е проведено с оптичен спектрометър във видимата област.
Покритието не намалява комфорта на пациента!
| Затвори този прозорец | Начало |