Ki hinné, hogy a kémikusok korrózióval foglalkozó csoportja még a rák gyógyításához is hozzá tud járulni? A csoport olyan vastartalmú, mágneses monorészecskéket is előállít, melyeket ha testbarát anyagba, liposzómába zárnak, és antitestet tesznek rájuk, csak oda juttathatók, ahol a rákos rész van a szervezetben. Előnye a hipertermiával szemben, hogy míg azzal a terápiával az egész testet melegítik, ez esetben csak a beteg területet éri a hő.
A vegyészek egy csoportja azon töri a fejét, miféle módszerekkel lehetne megvédeni a fémfelületeket a rozsdásodástól. Hazánkban a kutatás-fejlesztésnek ezzel a területével foglalkoznak az MTA Kémiai Kutatóközpontja (KKK) Felületkémiai és Katalízis Intézetének munkatársai, és hogy sikerrel, bizonyítja: az igazgató, Kálmán Erika tavaly vehette át korróziós kutatási eredményeiért, a nanotechnológiai módszerek alkalmazásaiért az Európai Korróziós Szövetség háromévenként odaítélt kitüntetését.
Néhány évtizede jószerével a természettudósok szótárából is hiányoztak a nano-előtagú kifejezések. Aki nem nézett még bele az 1986-ban Nobel-díjjal jutalmazott alagútmikroszkópba, az úgy alkothat fogalmat az anyag icipici részletének méretéről, ha tudja: a nanométeres tartományba tartoznak a hajszál átmérőjének milliomodrészét kitevő építőkövek.
Kálmán Erika és munkatársai a nanocsövek tulajdonságaira alapozva végzik kutatásaikat. A nanocső anyagának összetétele megegyezik a ceruzában lévő grafitbéllel: olyan, mintha grafitcsíkokat göngyölítettek volna föl cső alakban. A grafit azonban nem reakcióképes, felületének módosításával viszont sokoldalúan hasznosíthatóvá tehető. Hogy mit tesznek ennek érdekében a vegyészek? Úgynevezett hibahelyeket hoznak létre az anyag felszínén, és ezekre különböző funkciókat ellátó csoportokat pakolnak. Képzeljünk el egy hálót vagy egy neccharisnyát, melynek lyukas részeibe rákötünk mondjuk rikító, világító vagy melegítő anyagokat aszerint, hogy sötétben láthatóvá vagy hidegben is viselhetővé szeretnénk tenni. A vegyészek által a grafitrácsokra kötött reakcióképes karboxi-, hidroxi- vagy aminosavcsoportok megváltoztatják a nanocső viselkedését. Így alakítható például vezetővé, antisztatikussá a háztartási polimer csomagolófólia.
A projekt fontosságát bizonyítja az is, hogy ezzel a témával Európa-szerte 20 különböző cég és kutatóintézet foglalkozik. Ebben a csapatmunkában az MTA Kémiai Kutatóközpontja vegyészeinek feladata az, hogy kidolgozzák, miként módosítható az igényeknek megfelelően a nanocső felülete. Vizsgálataik során meglepődve tapasztalták, hogy a tulajdonságok megváltoztathatósága egyre több ponton találkozik az egészségügy, a gyógyító munka igényeivel. Rájöttek: ha gyógyszermolekulákat kötnek a nanocsövekre, ezzel lehetővé válhat, hogy a hatóanyagokat célzottan a szervezet beteg területére juttassák. A kutatónőt nem hagyja nyugton a kérdés: vajon mennyire lehetnek toxikusak ezek a szervezetbe bejutó grafit-nanorészecskék, hiszen tudjuk, hogy a levegőben finom por alakban szálló azbeszt belélegezve károsítja az egészséget. Ezen az alapon a nanocső előállítása során a katalizátorból bekerülő nehézfémszemcse is mérgező lehet. A dilemma tisztázása érdekében a kutatócsoport fölvette a kapcsolatot biológiai és orvosi intézetekkel, és közösen láttak hozzá azokhoz a vizsgálatokhoz, amelyek a gyógyszerek nagy menynyiségű előállításának körülményeit, biztonságát veszik górcső alá.
Ki hinné, hogy a kémikusok korrózióval foglalkozó csoportja még a rák gyógyításához is hozzá tud járulni? A csoport olyan vastartalmú, mágneses monorészecskéket is előállít, melyeket ha testbarát anyagba, liposzómába zárnak, és antitestet tesznek rájuk, csak oda juttathatók, ahol a rákos rész van a szervezetben. Előnye a hipertermiával szemben, hogy míg azzal a terápiával az egész testet melegítik, ez esetben csak a beteg területet éri a hő.
Mindebből is látható: rendkívül széles körű hasznosítást tesz lehetővé a fémek felületének módosítása. A KKK kutatói munkájuk során három eljárást alkalmaztak. Az úgynevezett önszerveződő monomolekuláris rétegekkel végzett módszer lehetővé teszi az előre tervezett, tetszés szerint víztaszító vagy vízelnyelő tulajdonságú anyag létrehozását. Miként a lótuszlevélre került esőcsepp, lepereghet a megfelelően kezelt ablaküvegről is a víz, öntisztítóvá válik, ha gyártásakor a lótuszeffektust alkalmazzák, melynek révén szuperhidrofób felületet állítanak elő. Az ilyen stabil szerkezetű, tapadásnövelő és korróziógátló tulajdonságú, önszerveződő - a molekulákat maguktól katonás rendbe állító - rétegek mindemellett még öngyógyítóak is lehetnek. Ez azt jelenti, hogy ha az ilyen védőréteggel bevont felületet megkarcoljuk, a film molekulái képesek visszarendeződni, és ismét kialakul az összefüggő védőréteg. Az ilyen bevonatok a fémek átmeneti védelmére is alkalmasak. A festés előtti felületmódosítás esetében az önszerveződő molekulák egyik csoportja a fém felületével, a másik a szerves bevonattal alakít ki kölcsönhatást, ezáltal alakul ki erős, stabil kötés a két anyag között.
Kínos gondok végbéltájékon: mennyit tudunk róluk?
Hotel Caramell Premium Resort****superior nyereményjáték
Egy másik eljárással - az LB (Langmuir- Blodgett) módszerrel a levegő és a víz határfelületén hoznak létre erős, rendezett szerkezetű molekuláris réteget. Ezek a filmek egyre szélesebb körben alkalmazhatók a molekuláris elektronikában, a biokatalizátorokban, fölhasználják őket a biológiai membránokat utánzó, levegőn stabil kettős réteg kialakításakor, a tapadást gátló felületek készítésekor vagy illóanyagokat kimutató érzékelő műszerekben. Ezek az LB-bevonatok lehetőséget nyújtanak félvezető tulajdonságú nanorészecskék szabályozott szintézisére, és ezáltal a félvezető eszközök méretének további csökkentésére is.
A harmadik, az úgynevezett szol-gél módszer az egy- és többkomponensű szervetlen bevonatok előállítására alkalmas. Ezzel a technikával - titán-dioxid-nanoport tartalmazó rétegek segítségével - olyan bevonatokat lehet előállítani, amelyek fotokémiai reakciók útján a felület öntisztítását, sőt önsterilizálását teszik lehetővé.
A kutatónő elmondta, az utóbbi időben egyre több orvos keresi föl az intézetet konkrét nanomedicinával kapcsolatos kérdésekkel is. Volt, aki a vegyészektől várja a választ arra, hogy miként lehet a mesterséges szívbillentyű felületét módosítani. Kálmán Erika megmutatott egy ilyen, Dániából érkezett eszközt. Ezzel a nyíló, csukódó szerkentyűvel az a gond, hogy beültetve szintén eltömődhet. A nanocsövek felületmódosítási kísérletei végül hozzájárultak a megoldáshoz, az amorf szén felületének megfelelő átalakításához. Az USA-ból és Svédországból is fölkeresték a budapesti kémikusokat azzal a kéréssel: nem tudnának-e segíteni olyan nanocsövekből készülő nanoszenzorok előállításában, amelyek alkalmazásával különböző szennyeződéseket lehet kimutatni folyadékokból, élelmiszerekből vagy akár az emberi vér vizsgálata során. S mivel már olyan szőnyegszerű szerkezeteket is ki tudnak alakítani, amelyek üzemanyagcellákban alkalmazhatók, talán kevésbé pesszimistán nézhetünk a vészes energiahiánnyal fenyegető jövő felé.
(2008.02.04. 11:01)
Chikán Ágnes - Népszabadság
Legjobban: