Наноматериалы для косметики нового поколенияОсобый интерес для косметики среди новых наноматериалов, синтезированных с помощью эрозионно-взрывных технологий, представляют высококоординационные анионоподобные аквахелаты нанометаллов, которые являются наиболее перспективными для применения в биосистемах в силу своих нетоксичности, хорошей биосовместимости с живой клеткой, а также своих антиоксидантных свойств. Данные наноматериалы описываются следующей общей формулой:
где: обозначает хелатообразующий металл в виде наночастицы, H2O является лигандом, n-количество молекул воды, соответствующее координационному числу хелатообразующей электрически заряженной наночастицы металла - с величиной поверхностного заряда 2n-. Высококоординационные аквахелаты нанометаллов - это аналоги комплексных соединений, состоящие из комплексообразователя, которым являются одна или несколько наночастиц, имеющих поверхностный электрический заряд, и лигандов, в качестве которых используются молекулы воды. Поверхностный электрический заряд у наночастиц создают посредством взрывной электронной эмиссии с поверхности проводника при эрозионно-взрывном диспергировании металла. При этом образуются мощные потоки электронов. Наночастицы, находясь в потоке электронов, приобретают на своей поверхности электрический заряд со знаком “минус”. В аквахелатах в роли лигандов выступают молекулы воды. При этом количество лиганд-молекул воды есть координационное число, которое определяется количеством пар электронов, находящихся на поверхности наночастицы. Эрозионно-взрывные нанотехнологии дают возможность получать аквахелатные комплексы нанометаллов с координационным числом больше 12. Это достигается электризацией наночастиц. При этом сферическая форма наночастиц позволяет получить равномерный электрический заряд на ее поверхности, что создает условия для плотного окружения наночастицы молекулами воды, представляющими собой диполи с зарядами со знаком “плюс”, расположенными на ядрах водорода. Хелатирование наночастицы молекулами воды позволяет аквахелату легко проникать через мембраны клеток, а наночастице легко “раскрываться”, что создает условие для его высокой активности. Очень перспективными для использования в косметических препаратах являются также гидратированные и карботированные наночастицы, содержащие в качестве лигандов молекулы воды и молекулы биологически совместимых карбоновых кислот, например, лимонной кислоты, участвующей в цикле Кребса. Такие наноматериалы получают замещением, по меньшей мере, одного лиганда в гидратной оболочке гидратированной наночастицы молекулой карбоновой кислоты, и лиганды образуют вокруг наночастицы-ядра смешанную наногидратную и нанокарбоксилатную оболочку. Молекулы карбоновой кислоты в нанокарбоксилатной оболочке и молекулы воды в наногидратной оболочке образуют отрицательно заряженный наружный слой в смешанной наногидратной и нанокарбоксилатной оболочке. Хелатирование наночастиц-ядер одновременно наногидратной и нанокарбоксилатной оболочками усиливает возможности наночастиц легко проникать через мембраны клеток и легко «раскрываться» из оболочек, что создает условие для их высокой активности при сохранении высокой экологической чистоты. Это позволяет использовать такие наночастицы внутри клеточных мембран для усиления или торможения определенных метаболических процессов или оказывать влияние на физические свойства клеток, тканей одноклеточных и многоклеточных организмов. Гидратированные и карботированные наночастицы имеют общую формулу вида:
В данной формуле ηM – наночастица-ядро, —электрически заряженная наночастица-ядро. Молекулы H2O и RCOOH являются лигандами. Количество лигандов H2O равно m. Количество лигандов RCOOH равно р. Электрический заряд на поверхности наночастицы равен 2n-. Величина электрического заряда 2n связана с количеством лигандов m и p следующим соотношением: 2n = 2m + p.
|
