Polímeros para controle de autoassociação de nanopartículas – Ana Percebom (PUC-Rio)

Nanopartículas exibindo dois domínios com naturezas químicas antagônicas são chamadas de nanopartículas Janus, como uma referência ao nome do deus romano que possui duas faces. As nanopartículas Janus podem ser anfifílicas, tendo a capacidade de se autoassociar ou mesmo formar estruturas hierárquicas em diferentes escalas de tamanho. Quando as nanopartículas Janus possuem um núcleo composto de ouro, elas também apresentam o fenômeno de ressonância de plásmon de superfície localizado (LSPR), o que permite o controle das propriedades óticas provenientes do acoplamento de plásmons das nanopartículas autoassociadas. Portanto, a obtenção de nanopartículas Janus de ouro (Janus AuNPs) permite o controle sobre sua autoassociação, características óticas e a possibilidade de incluir outras funcionalidades em uma mesma nanopartícula. Neste seminário, será apresentado um método de obtenção de Janus AuNPs, baseado no uso de dois polímeros tiolados imiscíveis, que se segregam na superfície das nanopartículas, formando uma camada bicompartimentada. Este método é realizado em uma única etapa e não requer uso de moldes, reações químicas (além da ligação tiol-ouro), ou modificações poliméricas. As nanopartículas obtidas apresentam propriedades interessantes de autoassociação e grande potencial para aplicações biomédicas.

A complexação eletrostática entre polímeros e surfactantes de cargas opostas geralmente leva a uma separação de fases associativa. Mas isso pode ser evitado através do uso de polímeros com arquiteturas específicas. Copolímeros formados por um bloco neutro hidrofílico e outro bloco aniônico tendem a se associar espontaneamente com surfactantes catiônicos, formando nanopartículas do tipo núcleo-casca. Esse núcleo é formado por micelas empacotadas, rodeadas e neutralizadas pelos blocos aniônicos. Por sua vez, a casca é formada pelos blocos neutros hidrofílicos que se estendem no meio aquoso, prevenindo a separação de fases macroscópica. Estas nanopartículas podem ser usadas para incorporação de moléculas hidrofóbicas para formulações com propriedades melhoradas, tais como: alto grau de incorporação, alta estabilidade em meio aquoso, boa deposição em superfícies hidrofílicas (e a prova d’água), baixa viscosidade e efeito condicionante. Com base nestas características, será mostrado um exemplo de aplicação potencial como protetor solar para cabelos.

[1] A.M. Percebom, J.J. Giner-Casares, N. Claes, S. Bals, W. Loh, L.M. Liz-Marzán, Janus gold nanoparticles obtained via spontaneous binary polymer shell segregation, Chem. Commun. 52 (2016) 4278–4281.
[2] L. Vitorazi, J.-F. Berret, W. Loh, Self-assembly of complex salts of cationic surfactants and anionic-neutral block copolymers. Dispersions with liquid-crystalline internal structure, Langmuir. 29 (2013) 14024–14033.