Janus partiküller, farklı yüzey ve/veya hacim özelliklerine sahip,
çeşitli kimyasal bileşim ve/veya formdaki iki ve daha fazla elementten oluşan polifonksiyonel
mikro-nanometre partiküllerin bir varyasyonudur. Janus partikülleri, yüzeyleri
iki veya daha fazla ayrı fiziksel özelliklere sahip olan özel nanopartikül
tipidir. Janus nanopartiküllereinin bu eşsiz yüzeyi aynı partikül üzerinde iki
farklı tip kimya çeşidinin oluşmasına izin verir.
Genel olarak, Janus terimi, kimyasal doğası ve/veya polaritesi farklı
partiküllere sahip olan kompozit partikülleri tanımlamak için kullanılır. Son
20 yılda Janus terimi, bir çözeltideki asimetrik dendrimer makromolekülleri ve
unimoleküler miselleri tanımlamak için kullanıldı. Asimetri, yüzey kimyasal gruplarının
farklılıklarından kaynaklanır. Çekirdeklerin çevreyle temas etmediği
çekirdek-kabuk partiküllerin aksine, Janus partiküllerde tüm bileşenler
çevreyle temasa girer.
Genel olarak, bifonksiyonal (ve benzer) partiküller, orijinal simetrik
partiküllerin asimetrikleştirilmesi, diğer bir deyişle öncül element
partiküllerin simetrisinin bazı kimyasal veya fiziksel-kimyasal işlemlerle
değiştirilmesiyle üretilir. Bu yaklaşımlar dört gruba ayrılabilir:
·
Yüzeyin toposeçici modifikasyonu (fonksiyonel
kimyasal gruplar yüzeyin istenen parçalarına tam olarak eklendiğinde)
·
Şablonlar (templatlar) kullanarak self-montaj
·
Kontrollü faz ayrımı
·
Kontrol edilebilir bir yüzey çekirdeklenme
Ampifilik Janus partikülleri, yani bir hidrofilik ve
hidrofobik bir yarıkürelerden oluşanlar, suda yağ ve yağda su gibi
emülsiyonları dengelemek için kullanılabilir. Ara hidrofobikliğe sahip partiküller,
submikron çapındaki yağ ve su damlacıklarının en etkili dengeleyicileri olup ve
bu emülsiyonlar birkaç yıl kararlı olabilmektedir.
Bir Janus partikülünün yüzeyi, bir yarı küre üzerindeki
negatif yükleri ve diğerinde pozitif yükleri lokalize etmeye yardımcı kimyasal
gruplara sahipse, bu tür partiküller büyük bir dipol momentine sahiptir,
böylece partiküller, elektrik alanının polaritesine bağlı olarak dönebilirler
ve uzaktan kontrol edilebilir hale gelirler. Patiküller bipolar ve bikromsa
(iki renk), özellikle elektronik görüntü oluşturmak için elektronik ekranlarda
kullanılabilirler. Janus partiküller ilaç taşımada, katalizlemede, hassas
dedektörler oluşturmada v.s. kullanılabilir.
Janus-benzeri morfolojilerin şematik
gösterimi. (a) genişletilmiş Janus morfolojileri; (b) katı Janus partiküller
(Not: küreler partikülleri sembolize eder)
