Partículas de Janus
Las partículas de Janus son tipos especiales de nanopartículas o micropartículas cuyas superficies tienen dos o más propiedades físicas distintas . [1] [2] Esta superficie única de partículas de Janus permite que se produzcan dos tipos diferentes de química en la misma partícula. El caso más simple de una partícula de Janus se logra dividiendo la partícula en dos partes distintas, cada una de ellas hecha de un material diferente o con diferentes grupos funcionales. [3] Por ejemplo, una partícula de Janus puede tener la mitad de su superficie compuesta por grupos hidrófilos y la otra mitad grupos hidrófobos , [4]las partículas pueden tener dos superficies de diferente color, [5] fluorescencia o propiedades magnéticas. [6] Esto le da a estas partículas propiedades únicas relacionadas con su estructura asimétrica y / o funcionalización. [7]
El término "Partícula de Janus" fue acuñado por el autor Leonard Wibberley en su novela de 1962 El ratón en la luna como un dispositivo de ciencia ficción para viajes espaciales.
El término fue utilizado por primera vez en un contexto científico del mundo real por C. Casagrande et al. en 1988 [8] para describir partículas de vidrio esféricas con uno de los hemisferios hidrofílico y el otro hidrofóbico. En ese trabajo, las perlas anfifílicas se sintetizaron protegiendo un hemisferio con barniz y tratando químicamente el otro hemisferio con un reactivo de silano. Este método dio como resultado una partícula con áreas hidrófilas e hidrófobas iguales. [9] En 1991, Pierre-Gilles de Gennes mencionó el término partícula "Janus" en su conferencia del Nobel . Las partículas de Jano llevan el nombre del dios romano de dos caras Jano.porque se puede decir que estas partículas tienen "dos caras", ya que poseen dos tipos distintos de propiedades. [10] de Gennes impulsó el avance de las partículas de Janus al señalar que estos "granos de Janus" tienen la propiedad única de autoensamblarse densamente en las interfaces líquido-líquido, al tiempo que permiten que el transporte de material ocurra a través de los espacios entre las partículas anfifílicas sólidas . [11]
En 1976, Nick Sheridon de Xerox Corporation patentó una pantalla de panel de bola giratoria, donde se refiere a una "pluralidad de partículas que tienen una anisotropía eléctrica". [12] Aunque el término "partículas de Janus" aún no se usó, Lee y colaboradores también informaron partículas que coincidían con esta descripción en 1985. [13] Introdujeron celosías asimétricas de poliestireno / polimetilmetacrilato de polimerización en emulsión sembrada . Un año después, Casagrande y Veyssie informaron de la síntesis de perlas de vidrio que se hicieron hidrófobas en un solo hemisferio usando octadecil triclorosilano, mientras que el otro hemisferio se protegió con un barniz de celulosa. [9]Las perlas de vidrio se estudiaron por su potencial para estabilizar los procesos de emulsificación. Luego, varios años más tarde, Binks y Fletcher investigaron la humectabilidad de las perlas de Janus en la interfaz entre el aceite y el agua. [14] Concluyeron que las partículas de Janus son tanto tensioactivas como anfifílicas, mientras que las partículas homogéneas solo son tensioactivas. Veinte años después, una plétora de partículas de Janus de diferentes tamaños, formas y propiedades, con aplicaciones en textiles, [15] sensores , [16] estabilización de emulsiones , [17] e imágenes de campo magnético [18].ha sido reportado. Una variedad de partículas de janus en tamaños de 10 um a 53 um de diámetro están actualmente disponibles comercialmente de Cospheric, [19] que posee una patente sobre el método de recubrimiento hemisférico para microelementos. [20]
La síntesis de nanopartículas de Janus requiere la capacidad de crear selectivamente cada lado de una partícula de tamaño nanométrico con diferentes propiedades químicas de una manera rentable y confiable que produzca la partícula de interés con un alto rendimiento. Inicialmente, esta era una tarea difícil, pero en los últimos 10 años, se han perfeccionado los métodos para hacerlo más fácil. Actualmente, se utilizan tres métodos principales en la síntesis de nanopartículas de Janus. [3]
