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Síntesis Masiva de Nanotubes Orgánico Blanco - Pavimentación de la Manera Para las Aplicaciones Industriales de Nanotubes Tal como Remedio Y Comidas sanas del Lento-Desbloquear

Temas Revestidos

Antecedentes

Sinopsis

Antecedentes e Historia del Trabajo de Investigación

Detalles del Trabajo de Investigación

Planes Futuros Para el Trabajo de Investigación

Antecedentes

Hasta ahora, la producción en serie de nanotubes orgánicos ha sido muy difícil técnico, porque una gran cantidad de disolvente del agua se ha necesitado para la síntesis de nanotubes orgánicos uno mismo-ensamblados de las moléculas amphiphilic.

Hemos desarrollado un método conveniente de la masa-síntesis para los nanotubes que utiliza menos de un milésimo del disolvente usado en métodos convencionales, y el tiempo requerido para el proceso de sequía es solamente algunas horas.

Puesto Que los nanotubes que hemos desarrollado activan la encapsulación de las substancias funcionales (proteínas, nanoparticles del metal, Etc.) más en gran parte se preveen de 10 nanómetro, que han sido imposibles de encapsular hasta ahora, las aplicaciones al desbloquear lento del remedio y las comidas sanas.

Sinopsis

Las Altas Personas de la Fabricación de Nanostructure de la Axil-Relación de transformación del Centro de Investigación de Nanoarchitectonics (Toshimi Shimizu, Director) del Instituto Nacional de la Ciencia y de la Tecnología Industriales Avanzadas (AIST; Hiroyuki Yoshikawa, Presidente) ha diseñado nuevamente y las moléculas amphiphilic sintetizadas con mitades hidrofílicas e hidrofóbicas, y ha desarrollado una técnica para la síntesis de diversos nanotubes orgánicos de 40-200 nanómetro en el diámetro interno, 70-500 nanómetro en diámetro exterior, y vario µm de largo uno mismo-ensamblándolos en disolventes orgánicos. Este método necesita menos de un milésimo del disolvente usado por métodos convencionales, activando la producción en serie de los nanotubes orgánicos (Cuadro 1). A Diferencia de nanotubes del carbón, los nanotubes orgánicos tienen dispersabilidad excelente en agua, y pueden incorporar substancias de la huésped de sobre 10 nanómetro de tamaño, tal como proteínas y ácidos nucléicos. Los nanotubes orgánicos pueden encapsular incluso las substancias funcionales que son tan grandes que las ciclodextrinas, producidas sobre una base comercial como substancias de la encapsulación actualmente, no pueden hacer. Así los nanotubes orgánicos son prometedores para la aplicación a los diversos campos tales como médico, salud, y tecnologías del nanobio.

Este trabajo de investigación fue visualizado en Orgatechno 2006 celebrado en Pacifico Yokohama del 25-27 de julio.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - polvos sólidos Blancos (peso = 100 g) que consisten en los nanotubes orgánicos (diámetro exterior medio = 80 nanómetro, y diámetro interno medio = 60 nanómetro), y (derecho) un micrográfo de electrón de la exploración de los nanotubes que hemos desarrollado.

Cuadro 1.

Antecedentes e Historia del Trabajo de Investigación

Los Estudios en los nanotubes del carbón, que consisten en solamente los átomos de carbón, han avance extensivamente de las puntas de visión de la investigación de aplicación, del uso práctico, y de la producción en masa. Por otra parte, ha habido los nanotubes orgánicos cuyos diámetros exteriores son similares a los nanotubes múltiple-acodados del carbón de diez a varios diez de nanómetro en diámetro exterior. Similar a las moléculas del jabón, los nanotubes orgánicos son nanostructures cilíndricos huecos formados por ensamblar espontáneo de moléculas amphiphilic con mitades (hidrofóbicas) solubles en agua (hidrofílico) y solubles en el aceite. Esto que ensambla se llama “uno mismo-ensamblaje.” Se ha encontrado que solamente una clase limitada de moléculas amphiphilic, tales como fosfolípidos, los glicolípidos, y los peptidelipids, puede uno mismo-ensamblar en las estructuras del nanotube.

Las tallas de nanotubes orgánicos son generalmente 10-200 nanómetro en diámetro interno, 40-1000 nanómetro en diámetro exterior, y varios al µm de varios centenares de largo, aunque dependiendo de las moléculas amphiphilic utilizaron. Las moléculas forman las estructuras cilíndricas del bilayer, en las cuales los grupos hidrofílicos de las moléculas se orientan a ambas superficies de cada bilayer para hacer contacto con con agua (Cuadro 2). Sobre varias moléculas de millones es el ordenanza dispuesto por acciones recíprocas puramente intermoleculares sin la vinculación química para formar las estructuras estables del nanostructure.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Un ejemplo del empaque molecular típico de un nanotube orgánico.

Cuadro 2.

El jefe de cada uno renacuajo-como la molécula amphiphilic indica que el grupo hidrofílico y la cola indica al grupo hidrofóbico.

Ha habido métodos del uno mismo-ensamblaje en el agua para la síntesis de nanotubes orgánicos, pero los métodos tienen la desventaja que una gran cantidad de agua, correspondiente a 1000-10000 veces el peso de los nanotubes orgánicos, es necesario. Además, los métodos requieren muchos pasos de progresión y un rato largo finalmente de transformar en las estructuras del nanotube (Cuadro 3). Así, hasta ahora, se ha considerado que la producción en serie sobre de 1 gramo de nanotubes es difícil en el nivel del laboratorio.

AIST ha avance el estudio del diseño, de la síntesis, y del uno mismo-ensamblaje de las moléculas amphiphilic para la formación del nanotube durante la última década, y en este trabajo hemos tenido éxito en la producción en serie de nanotubes orgánicos. Este trabajo fue realizado como parte de la Investigación de la Base para el proyecto Evolutivo de la Ciencia y de la Tecnología (CRESTA), la investigación común de la Dependencia de Ciencia y de Tecnología de Japón (JST) y AIST (en el FY de 2000-2005), y en la parte de la Solución Orientó la Investigación para el proyecto de la Ciencia y de la Tecnología (SORST), la investigación del contrato de JST (en el FY de 2005-2007).

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Un mecanismo morfológico de la transformación de ensamblajes moleculares amphiphilic, primero formando a los ensamblajes esféricos, entonces yendo a través de los ensamblajes helicoidales, y finalmente dando por resultado nanotube-como las estructuras en agua.

Cuadro 3.

Detalles del Trabajo de Investigación

En este trabajo, usando las partes hidrofílicas e hidrofóbicas de materiales baratos y seguros tales como sacáridos y péptidos que se pueden utilizar como comidas, hemos diseñado y N-glucósido-Tipo sintetizado glicolípidos y peptidelipids para la formación de nanotubes. Por Otra Parte, hemos tenido éxito en la síntesis de la depresión fibra-como nanotubes orgánicos por el uno mismo-ensamblaje de los lípidos en disolventes orgánicos seguros, tales como etanol que también se utiliza para la comida, pero no usando un disolvente del agua.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Un diagrama esquemático posible que muestra un mecanismo del uno mismo-ensamblaje de nuestras moléculas amphiphilic en un disolvente orgánico

Cuadro 4.

Por el tramitación conveniente, tal como preservación de la temperatura ambiente y evaporación de disolventes, y de usar los disolventes orgánicos que son buenos disolventes de los materiales del nanotube, hemos tenido éxito en producir en masa sobre 1 kilogramo de nanotubes orgánicos sólido-polvorientos con las cantidades de disolventes más bajo que 1,000s-10,000o de eso necesario para los métodos convencionales.

El Cuadro 4 ilustra que las moléculas amphiphilic sintetizadas pueden formar los ensamblajes del nanotube en solamente un paso de progresión, sin experimentar pasos de progresión múltiples como nanotubes en agua, dando por resultado la producción de una gran cantidad de nanotubes en mismo un breve periodo de tiempo. Hemos confirmado que los polvos sólidos blancos consisten en nanotubes orgánicos de 40-200 nanómetro en diámetro interno, 70-500 nanómetro en diámetro exterior, y vario µm de largo usando los microscopios electrónicos de la transmisión y de la exploración (Cuadro 5).

En este trabajo, hemos producido sobre 1 kilogramo de nanotubes usando los disolventes orgánicos de aproximadamente 10 L (los métodos convencionales necesitan 20.000 L de agua). Además, en la preparación de nanotubes activando la encapsulación de substancias funcionales, los métodos convencionales necesitan un proceso del secado al vacío durante varios días, pero nuestro método del disolvente orgánico hace el proceso de sequía fácil lograr en varias horas.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Una imagen de microscopio electrónico de la exploración (modo de transmisión) de los nanotubes orgánicos blancos en el estado polvoriento sólido.

Cuadro 5.

Las características, las tallas, y las funciones de nuestros nanotubes orgánicos son diferentes de las de los nanotubes del carbón, y en lo sucesivo sus aplicaciones, investigación y desarrollo, e investigación para el uso práctico serán aceleradas como trabajo que origina de. Así hemos nombrado nuestros nanotubes el “Nanotube Orgánico AIST,” y hemos solicitado recientemente esto que se registrará como nuestra marca de fábrica.

Moléculas Cíclicas, llamadas “ciclodextrina,” que se constituyen de 6-8 moléculas de la glucosa conectaron circular, han sido ampliamente utilizadas en una variedad de campos, tales como comida, remedio, y mercancías del asimiento de casa. Encapsulando diversas pastas de poco peso molecular orgánicas en sus cavidades hidrofóbicas, las moléculas tienen funciones en la fabricación del establo inestable de las substancias, en el desbloquear lento del remedio y de substancias químicas del aroma, y en la fabricación de substancias insolubles en agua solubles.

por otra parte, los nanotubes orgánicos formados por el uno mismo-ensamblaje de glicolípidos se pueden dispersar bien en agua. Además, los nanotubes pueden encapsular las substancias de la escala 10-50-nm, e.g proteínas, ácidos nucléicos, virus, y los nanoparticles del metal, que no pueden las moléculas de la ciclodextrina, para dispersarlos en agua. Real, usando nanotubes orgánicos de 30-60 nanómetro en diámetro interno, hemos tenido éxito en la encapsulación de los nanoparticles del metal de 1-20 nanómetro en diámetro y de las proteínas esféricas de 12 nanómetro en el diámetro (ferritina) tal y como se muestra en del Cuadro 6.

Los productos que utilizaban funciones de la encapsulación de la ciclodextrina se han investigado y se han desarrollado Recientemente, y muchas de ellas se han producido ya sobre una base comercial. Sin Embargo, nuestros nanotubes, activando la producción en serie y la encapsulación de moléculas grandes, son prometedores para las aplicaciones industriales como nuevos materiales con funciones de la encapsulación.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - micrográfos de electrón de la Transmisión de nanotubes con los diámetros internos de 30-50 nanómetro, encapsulando nanoparticles del oro con diversas tallas, respectivamente. (Derecho) un micrográfo de electrón de la transmisión de un nanotube con un diámetro interno de 60 nanómetro, encapsulando la ferritina con un diámetro exterior de 12 nanómetro.

Cuadro 6.

Planes Futuros Para el Trabajo de Investigación

En Lo Sucesivo, proyectamos avance el revelado de nanotubes orgánicos de la punta de visión de los nuevos contenedores del nanotube o de los nuevos portadores orgánicos del nanotube con la capacidad de la adsorción, encapsulación, y reducir el desbloquear, considerando aplicaciones a los campos de (1) la agricultura (el retiro de priones, del abono del lento-desbloquear, del Etc.), (2) las comidas (licenciamiento de fibras gordas, funcionales, del Etc.), (3) la salud (prevención de la alopecia, de los filtros del alergénico, del etc), (4) la asistencia médica (sistemas de envío de la droga para las regiones de la meta, el hemocatharsis, capturar de virus, la administración de la insulina, la pulverización, el etc), (5) el ambiente (retiro de macropartículas metálicas, del etc), y (6) materiales aditivos de la comida sana para las mujeres y los ancianos.

Fuente: AIST

Para más información sobre esta fuente visite por favor AIST

Date Added: Aug 10, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:53

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