En studie från University of Notre Dame har funnit att egenskaperna hos ett material som vanligtvis används för att skapa ledande eller skyddande filmer och kapsla in läkemedelsföreningar - och de förhållanden under vilka detta material kommer att demonteras för att frigöra den medicinen - kan vara annorlunda än man först trodde.

Publicerad i Journal of the American Chemical Society , studien syftade till att identifiera de förhållanden under vilka polyelektrolytkomplex, eller PEC, skulle montera och förbli monterad. Forskarna fann nya, viktiga skillnader mellan starka och svaga PEC.

"Mekanismen för svaga PEC är helt annorlunda än den för starka PEC, sa Jonathan Whitmer, biträdande professor vid institutionen för kemi- och biomolekylär teknik och huvudforskare för studien. "Under vår forskning, vi fann att när var och en av de svaga polyelektrolyterna kom samman i en lösning, närvaron av en motsatt laddad polymer resulterade i en stark pKa-förskjutning, vilket gör att båda polyelektrolyterna blir högladdade och förblir stabila. Tvärtom, pH har relativt liten inverkan på laddning och montering av starka PEC, vars starka bindning till saltjoner bestämmer det mesta av deras sammansättning."

Svaga PEC har studerats för många användningsområden, inklusive som ett material för att skapa kapslar som innehåller mediciner. Svaga PEC har en unik förmåga att binda och släppa i vissa miljöer, men Whitmers team fann att pH påverkade den totala sammansättningen av svaga PEC, samt de förhållanden under vilka dessa material kan frigöras.

"Denna studie förändrar helt vårt perspektiv på bildandet av svaga PEC och hur detta material kan användas, sa Whitmer, en ansluten medlem i NDnano. "Den här studien pekar inte bara på fysiska mekanismer som gör det möjligt för oss att konstruera bättre PEC, men det har också potential att förbättra hur detta material kan användas i industrin, inklusive "smart" inkapsling och leverans av mediciner, tunna ledande material och skyddande beläggningar."

Vid genomförandet av studien, Whitmer och hans team utvecklade också en ny simuleringsalgoritm. Denna algoritm gjorde det möjligt för forskarna att analysera vissa aspekter av svaga PEC som inte var möjliga tidigare, inklusive korrekt replikering av lösningsförhållanden.