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백색 유기 Nanotubes의 다량 종합 - 느리 방출 약과 건강식과 같은 Nanotubes의 산업 응용을 위한 도로 포장

커버되는 토픽

배경

종관

연구 활동의 배경 그리고 역사

연구 활동의 세부사항

연구 활동을 위한 미래의 계획

배경

지금까지는, 계속 유기 nanotubes의 대량 생산은 다량의 근해 용매가 amphiphilic 분자에서 각자 소집되기 유기 nanotubes의 종합을 위해 필요로 했기 때문에, 아주 어렵습니다 기술적으로.

우리는 재래적방법에서 이용된 용매의 1 이하 천번째 사용하는 nanotubes를 위한 편리한 질량 종합 방법을 개발했습니다, 건식 공정을 위해 요구된 시간은 약간 시간만입니다.

우리가 개발한 nanotubes가 계속 지금까지는 캡슐에 넣기 불가능한 기능적인 물질 (단백질, 금속 nanoparticles, 등등)의 캡슐에 넣기를 가능하게 하기 때문에 10 이상은 nm, 약의 느린 방출에 응용과 건강식은 예상됩니다.

종관

향상된 산업 과학 및 기술 (AIST의 국제적인 학회의 Nanoarchitectonics 연구소 (디렉터, Toshimi Shimizu)의 높은 축 비율 Nanostructure 제작 팀; 대통령, Hiroyuki Yoshikawa는) 새로 친수성과 소수성 모이어티를 가진 종합한 amphiphilic 분자 디자인하고, 안 직경, 외부 직경에 있는 70-500 nm에 있는 40-200 nm의 각종 유기 nanotubes의 종합을 위한 기술을, 및 µm 개발했습니다 길이로 유기 용매에서 그(것)들을 각자 소집해서 몇몇. 이 방법은 재래적방법으로 이용된 용매의 1 이하 천번째 필요로 해, 유기 nanotubes (숫자 1)의 대량 생산을 가능하게 하. 탄소 nanotubes와는 다른, 유기 nanotubes에는 근해에 있는 우수한 dispersibility가 있고, 단백질과 핵산과 같은 10 nm 이상의 게스트 물질을 크기로 통합할 수 있습니다. 유기 nanotubes는 캡슐에 넣기 물질로 상업적인 기초에 현재 생성한 cyclodextrins가, 할 수 없다 때문에 이렇게 큰 기능적인 물질 조차 캡슐에 넣을 수 있습니다. 따라서 유기 nanotubes는 의학 건강 및 nanobio 기술과 같은 각종 필드에 응용을 위해 유망합니다.

이 연구 활동은 7월 25-27일에서 Pacifico 요코하마에 붙들린 Orgatechno 2006에서 디스플레이되었습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 백색 단단한 분말 (무게 = 유기 nanotubes (비열한 외부 직경 = 80 nm, 및 비열한 안 직경으로 이루어져 있는 100 g) = 60 nm), 및 (맞은) 우리가 개발한 nanotubes의 스캐닝 전자 현미경 사진.

숫자 1.

연구 활동의 배경 그리고 역사

탄소 원자로 이루어져 있는, 탄소 nanotubes에 연구 결과는 연구, 실제적인 사용 및 대량 생산 전망 작용점에서만 광대하게 진행되었습니다. 다른 한편으로는, 그의 외부 직경이 외부 직경에 있는 nm의 몇몇 10와 10의 다중 층이 된 탄소 nanotubes와 유사한 유기 nanotubes가 계속 있습니다. 비누 분자와 유사한, 유기 nanotubes는 수용성 (친수성)와 기름 녹는 (소수성) 모이어티를 가진 amphiphilic 분자의 자연스러운 모이기에 의하여 형성된 빈 원통 모양 nanostructures입니다. 모이는 이것은 불립니다 "각자 집합."에게 amphiphilic 분자의 단지 한정된 종류가 phospholipids와 같은 당지질 nanotube 구조물로 및 peptidelipids, 각자 소집할 수 있다는 것을 것을 발견되었습니다.

유기 nanotubes의 규모는 일반적으로 길이의 몇몇 수백 µm에 안 직경에 있는 10-200 nm, 외부 직경에 있는 40-1000 nm, 및 몇몇, amphiphilic 분자에 따라서 사용했습니다입니다. 분자는 분자의 친수성 단이 각 bilayer의 두 표면 전부에 근해 (숫자 2)와 접촉하기 위하여 동쪽으로 향하게 하는 원통 모양 bilayer 구조물을 형성합니다. 몇몇 수백만 분자에 안정되어 있는 nanostructure 구조물을 형성하기 위하여 화학 접합 없이 순전히 분자 사이 상호 작용에 의해 배열된 근무병은 입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 유기 nanotube의 전형적인 분자 패킹의 삽화.

숫자 2.

amphiphilic 분자 tadpole 같이 각각의 헤드는 친수성 단 및 테일이 소수성 단을 표시한다는 것을 표시합니다.

유기 nanotubes의 종합을 위한 근해에 있는 각자 집합 방법이 계속 있습니다, 그러나 방법에는 1000-10000 시간에 일치하는 다량의 근해가, 유기 nanotubes의 무게, 필요한 불리가 있습니다. 게다가, 방법은 마지막으로 nanotube 구조물 (숫자 3)로 변형시키는 많은 단계 및 장시간을 요구합니다. 따라서 nanotubes의 1개 그램 이상의 대량 생산이 실험실 수준에 어렵다는 것을, 지금까지는, 고려되었습니다.

AIST는 마지막 십년간 내내 nanotube 대형을 위한 amphiphilic 분자의 디자인, 종합 및 각자 집합의 연구 결과를 진행하고, 이 일에 우리는 유기 nanotubes의 대량 생산에 성공했습니다. 이 일은 진화 과학과 기술 (도가머리) 계획사업을 위한 코어 연구의 한 부분으로, 일본 과학과 기술 기관 (JST)의 합동 연구와 AIST (2000-2005년의 FY에서) 완성되고, 해결책의 부분에서 과학과 기술 (SORST) 계획사업, JST의 계약체결 연구를 위한 연구를 동쪽으로 향하게 했습니다 (2005-2007년의 FY에서).

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 첫째로 둥근 집합을, 그 때 근해에 있는 구조물 nanotube 같이의 결과로 나선형 집합을 통해서 형성하는, amphiphilic 분자 집합의 형태학상 전이 기계장치, 그리고 마지막으로 가기.

숫자 3.

연구 활동의 세부사항

음식으로 이용될 수 있는 펩티드와 당류와 같은 싸고 안전한 물자의 친수성과 소수성 부분을 사용하여 이 일에서는, 우리는과 nanotubes의 대형을 위한 종합한 N 배당체 모형 당지질과 peptidelipids 디자인했습니다. 더욱, 우리는 또한 음식을 위해 이용되는 에타놀과 같은 그러나 근해 용매를 사용하지 아닙니다 안전한 유기 용매에 있는 지질의 각자 집합에 의해 유기 nanotubes 섬유 같이 구렁의 종합에 성공했습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 유기 용매에 있는 우리의 amphiphilic 분자의 각자 집합 기계장치를 보여주는 가능한 개요 도표

숫자 4.

용매 및 nanotube 물자의 좋은 용매인 유기 용매 사용하기의 실내 온도 보전 그리고 증발과 같이 편리한 가공에 의하여, 우리는 용매 낮게의 양 재래적방법을 위해 필요로 한 그것의 제 1,000-10,000 보다는을 가진 단단하 가루 유기 nanotubes의 1개 kg 이상 질량 생성에 성공했습니다.

, 종합한 amphiphilic 분자가 아주 짧은 시간에 있는 다량의 nanotubes의 생산의 결과로 근해에 있는 nanotubes 같이 다중 단계를 겪는 없이 단지 1개 단계에 있는 nanotube 집합을, 형성할 수 있다는 것을 숫자 4는 설명합니다. 우리는 백색 단단한 분말이 안 직경에 있는 40-200 nm의 유기 nanotubes로 이루어져 있다는 것을, 외부 직경에 있는 70-500 nm를, µm 길이로 전송과 스캐닝 전자현미경 (숫자 5)를 사용하여 몇몇 확인하고.

이 일에서는, 우리는 대략 10 L의 유기 용매를 사용하여 nanotubes의 1개 kg 이상 생성했습니다 (재래적방법은 근해의 20,000 L를 필요로 합니다). 게다가, nanotubes의 준비에서 기능적인 물질의 캡슐에 넣기를 가능하게 해서, 재래적방법은 몇 일에 진공 건조 프로세스를 필요로 합니다, 그러나 건식 공정이 우리의 유기 용매 방법에 의하여 몇 시간에서 달성하게 쉬운 시킵니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 단단한 가루 국가에 있는 백색 유기 nanotubes의 스캐닝 전자 현미경 심상 (전송 형태).

숫자 5.

우리의 유기 nanotubes의 특성, 규모 및 기능은 탄소 nanotubes의 그들과 다르, 지금부터는 실제적인 사용을 위한 그들의 응용, 연구와 개발 및 연구는 시작하는 일로에서 가속될 것입니다. 우리는 이렇게 우리의 nanotubes를 "유기 Nanotube이라고 AIST 지명하고," 우리의 상표로 등록될 이것을 최근에 신청했습니다.

"cyclodextrin 불리는 고리 분자,"에게 6-8의 포도당 분자의 원형으로 연결하고, 음식 약 및 집 파악 계속 상품과 같은 다양한 분야에서 널리 이용됩니다 만들어 냅니다. 그들의 소수성 포켓에 있는 각종 유기 낮 분자 무게 화합물을 캡슐에 넣어서, 분자에는 불안정한 물질 안정을, 약과 방향 화학제품의 느린 방출 만들기에 있는 그리고 수불용성 물질을 녹는 하기에서 기능이 있습니다.

다른 한편으로는, 당지질의 각자 집합에 의해 형성된 유기 nanotubes는 근해에서 잘 이산될 수 있습니다. 게다가, nanotubes는 10 50 nm 가늠자 근해에서 그(것)들을 이산하기 위하여 물질, cyclodextrin 분자가 할 수 있지 않는, 예를들면 단백질, 핵산, 바이러스 및 금속 nanoparticles를 캡슐에 넣을 수 있습니다. 실제로, 안 직경에 있는 30-60 nm의 유기 nanotubes를 사용하여, 우리는 직경에 있는 1-20 nm의 금속 nanoparticles와 숫자 6.에서 보이는 것처럼 직경 (ferritin)에 있는 12 nm의 둥근 단백질의 캡슐에 넣기에 성공했습니다.

최근에 cyclodextrin의 캡슐에 넣기 기능을 이용하는 제품은 연구되고 개발되고, 대다수는 상업적인 기초에 이미 생성했습니다. 그러나, 우리의 nanotubes는, 큰 분자의 대량 생산 그리고 캡슐에 넣기를 가능하게 해서, 캡슐에 넣기 기능을 가진 새로운 물자로 산업 응용을 위해 유망합니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 규모 여러가지 금 nanoparticles를 캡슐에 넣는 30-50 nm의 안 직경을 가진 nanotubes의 전송 전자 현미경 사진, 각각. (맞은) 12 nm의 외부 직경을 가진 ferritin를 캡슐에 넣는 60 nm의 안 직경을 가진 nanotube의 전송 전자 현미경 사진.

숫자 6.

연구 활동을 위한 미래의 계획

지금부터는, 우리는 흡착, 캡슐에 넣기의 기능에 새로운 nanotube 콘테이너 새로운 유기 nanotube 운반대의 전망 점에서 유기 nanotubes의 발달을 진행하고, (1) 농업 (프리온, 느리 방출 두엄, 등등의 제거), (2) 음식 (뚱뚱한, 기능적인 섬유, 등등의 출력), (3) 건강 (탈모증, 알러지 유발 물질 필터, etc.의 예방), (4) 치료 (바이러스의 표적 지구, hemocatharsis, 붙잡고는, 인슐린의 행정, 분무화, etc.를 위한 약 전달계), (5) 환경 (금속 미립자, etc.의 제거), 및 (6)의 필드에 응용을 고려하는 방출을 감속하는 것을 계획합니다 여자와 연장자를 위한 건강식 부가적인 물자.

근원: AIST

이 근원에 추가 정보를 위해 AIST를 방문하십시오

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

Last Update: 13. June 2013 09:35

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