1.4.6.1 Dendrimer là một vật liệu mới
Vào năm 1985, Tomalia đã sử dụng dendrimer làm chất phá nhũ tương của dầu và nước, dùng làm chất giữ ẩm cho giấy và có tác dụng làm thay đổi độ nhớt nên dùng trong sản xuất sơn.
Năm 1987, Tomalia và đồng sự đã phát hiện ra dendrimer có nhiều nhánh được điều chế từ polyethyleneimine với methylacrylate, ethylenediamine. Họ sử dụng để chế tạo phân tử composite, làm vật liệu polymer.
Năm 2003, Vijay R Mhetar đã sử dụng dendrimer để làm thay đổi bề mặt nhựa nhiệt dẻo như độ dẻo, khả năng chịu nhiệt. Khi trộn với dendrimer có thể khống chế được tính chất mốc của nhựa, chống lại tia tử ngoại, độ mài mòn cao, chống cháy. Do đó, loại nhựa trên có nhiều ứng dụng như làm kính, đèn treo tường, đồ trang trí, sơn…
Vào năm 2004, Grinstaff đã phát hiện ra các polyester dendrimer có nguồn gốc từ các monomer như glycerol, succinic acid được dùng trong vật liệu y tế.
1.4.6.2 Trong y học và sinh học
• Năm 2002, Giáo sư James Baker ở trường đại học Michigan đã đưa ra ý tưởng ghép PAMAM dendrimer với chất kháng thể chống ung thư methotrexate, vitamin, acid folic và chất tạo ảnh huỳnh quang33. Ở đây, người ta tiêm các hạt nano này lên những con chuột thí nghiệm mang các khối u lấy từ tế bào thuộc biểu mô của người. Nghiên cứu nhận thấy chúng sống lâu hơn so với những con chuột khác. Như vậy, liệu pháp điều trị dựa trên cấu trúc nano cho thấy đem lại hiệu quả hơn 10 lần trong việc làm chậm sự phát triển của các khối u, và cũng ít độc hại hơn so với chỉ sử dụng duy nhất dược phẩm. Với liệu pháp điều trị này, thay vì là kẻ giết người, ung thư sẽ trở thành căn bệnh kinh niên giống như tiểu đường, các khối u sẽ giảm đi hoặc bị tiêu diệt.
• Năm 2006, Meredith T Morgan cùng các đồng nghiệp ở trường đại học Duke đã sử dụng dendrimer G4.5-PGLSA-COONa như một chất mang thuốc trị ung thư camptothecin.29 Kết quả đã gắn được thuốc ung thư vào trong dendrimer và tiến hành nghiên cứu khả năng hòa tan, thử hoạt tính trên bốn dòng tế bào gây ung thư ở người như MCF-7, HT-29, NCI-H460, SF-268. Thuốc trị ung thư camptothecin sau khi được gắn vào dendrimer làm tăng độ hấp thu của tế bào lên 16 lần đồng thời cũng làm tăng thời gian duy trì của thuốc trong tế bào.
• Năm 2007, Minglu Ma và các đồng nghiệp đã nghiên cứu sử dụng dendrimer làm chất mang thuốc sulfamethoxazole (SMZ)27. Với sự có mặt của dendrimer sẽ giúp cho SMZ có thể tan được trong nước và phân tán chậm hơn giúp làm tăng khả năng kháng khuẩn của thuốc (tăng gấp 4 đến 8 lần so với việc dùng SMZ hòa tan trong DMSO hay dung dịch NaOH 0,01M).
1.4.6.3 Chất mang xúc tác17
Nhờ vào diện tích bề mặt lớn và nhiều khe hở bên trong nên dendrimer có thể dùng làm chất mang chất xúc tác. Năm 1998, dendrimer-kim loại được Crooks và Tomalia đưa vào sử dụng như một chất xúc tác cho phản ứng hydrogen hóa, ghép cặp C-C trong môi trường nước, dung môi hữu cơ và CO2 siêu tới hạn.
Xúc tác trong môi trường nước
Các hạt nano kim loại chuyển tiếp đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực xúc tác. Các hạt nano này được dùng làm xúc tác phản ứng hydro hóa các phân tử hữu cơ chưa no. Đặc biệt, nó còn được dùng làm xúc tác cho phản ứng hữu cơ trong môi trường nước. Ví dụ: hạt nano palladi trong dendrimer được sử dụng làm xúc tác cho phản ứng hydro hóa các allyl alcohol thành các alcohol no.
Xúc tác trong phản ứng CO2 siêu tới hạn trong phản ứng Heck
Trong điều kiện CO2 siêu tới hạn, việc sử dụng hợp chất cơ kim palladium làm xúc tác cho phản ứng Heck gặp một giới hạn đó là hợp chất cơ kim này không thể hòa tan được trong CO2 siêu tới hạn. Nhưng sự có mặt của dendrimer đã giải quyết được khó khăn này. Nano palladium được tổng hợp trong dendrimer vừa có thể hòa tan được trong dung dịch vừa có thể tan được trong CO2 siêu tới hạn nên có thể điều khiển được phản ứng Heck trong điều kiện này, góp phần loại bỏ được việc sử dụng dung môi hữu cơ trong phản ứng này.
1.4.6.4 Chất mang hạt nano từ tính34,37
Năm 2001, Erica Strable đã sử dụng dendrimer như một chất bảo vệ để tổng hợp hạt nano từ tính sắt oxide. Các hạt nano từ tính được tạo thành có kích thước từ 20-30 nm và tạo được sự ổn định ngăn chặn quá trình kết tụ hạt nano xảy ra trong dung dịch.
Năm 2010, Hui-Xia Wu cùng các đồng nghiệp đã tổng hợp nano từ tính cobalt và dendrimer được sử dụng như một chất mang kim loại. Kết quả đã tổng hợp ra các hạt nano từ tính có kích thước tương đối nhỏ, đều và giới hạn được quá trình oxy hóa hạt nano cobalt xảy ra trong quá trình tổng hợp.
1.4.6.5 Trong các lĩnh vực khác
Bên cạnh những ứng dụng trong các lĩnh vực trên dendrimer còn được dùng trong các lĩnh vực khác như:
• Trong kỹ thuật: dùng làm đầu dò cảm biến hóa học và sinh học, sợi cacbon, phụ gia polymer và nhựa…
• Trong điện tử và quang học: dùng làm hệ thống hấp thu ánh sáng, in tần số rộng, màn hình tinh thể lỏng, vật liệu quang học 3D…
• Trong công nghiệp: dùng để chế tạo mực in, chất bám dính, tạo ra pin và chất bôi trơn ở cấp độ nano.