Funktionalisoinnilla

Funktionalisoinnilla tarkoitetaan aineen ominaisuuksien muuttamista tai laajentamista lisäämällä siihen uusia toiminnallisia ryhmiä tai kytkentäominaisuuksia. Termiä käytetään laajasti kemiassa, materiaalitieteessä, nanoteknologiassa ja biotieteissä, missä tavoitteena on parantaa esimerkiksi reaktiivisuutta, liukoisuutta, biokompatibiliteettia tai materiaalin kykyä sitoa tai tunnistaa muita yhdisteitä. Funktionalisointi voi kohdistua sekä aineen sisäiseen rakenteeseen että sen pintaan.

Tyypillisiä menetelmiä ovat kemiallinen funktionalisointi, jossa toiminnalliset ryhmät kiinnitetään kovalenttisesti (esimerkiksi esteröinti, amidointi, silanointi), sekä pinta- ja massiivinen grafting sekä fyysiset menetelmät kuten adsorptio. Pintafunktionalisointi on yleistä nanomateriaaleissa ja polymeerien pinnoilla, jotta voidaan parantaa dispersoituvuutta, sidontakykyä tai kohdennettua vuorovaikutusta biomolekyylien kanssa. Esimerkkejä: silika-, grafen- ja nanomateriaaleihin lisättävät karboksyyli- tai amiini-ryhmät sekä nanopartikkelien PEGylointi lääkekuljetusta varten.

Sovelluksia löytyy katalyytti-, sensorointi-, lääkeaine- ja ympäristöteknologian aloilta. Funktionalisoinnin onnistuminen edellyttää riittävää stabiiliutta, spesifisyyttä ja toimivuutta sekä asianmukaista karakterisointia (esim. spektroskopia, XPS, FTIR). Haasteina ovat muun muassa kontrolloitu kiinnittyminen, toistettavuus ja mahdolliset terveys- sekä ympäristövaikutukset.