Массивнейший Синтез Белого Органического Nanotubes - Вымощать Путь Для Промышленных Применений Nanotubes Как Медицины И Здоровые еды Медленн-Отпуска

Покрытые Темы

Предпосылка

Синопсис

Предпосылка и История Научной Работы

Детали Научной Работы

Планы на Будущее Для Научной Работы

Предпосылка

До теперь, массовое производство органических nanotubes не будет очень трудно технически, потому что большое количество растворителя воды необходим для синтеза собственн-собранных органических nanotubes от amphiphilic молекул.

Мы начали удобный метод масс-синтеза для nanotubes который использует меньш чем одно тысячный из растворителя используемого в обычных методах, и время необходимо для суша процесса только немного часов.

В Виду Того Что nanotubes мы начинали включают заключение функциональных веществ (протеинов, nanoparticles металла, Etc.) более в большинстве предположены чем 10 nm, которые невозможны для того чтобы поместить до теперь, применения к медленному отпуску медицин и здоровые еды.

Синопсис

Высокая Команда Изготовления Nanostructure Коэффициента осей Исследовательскийа Центр Nanoarchitectonics (Toshimi Shimizu, Директор) Национального Института Предварительной Промышленной Науки и Техники (AIST; Hiroyuki Yoshikawa, Президент) заново конструировало и синтезированные amphiphilic молекулы с гидрофильными и гидродобными moieties, и начало метод для синтеза различных органических nanotubes 40-200 nm в внутреннем диаметре, 70-500 nm в наружном диаметре, и нескольк µm в длине путем собственн-собирать их в органических растворителях. Этому методу нужно меньш чем одно тысячный из растворителя используемого обычными методами, включающ массовое производство органических nanotubes (Диаграммы 1). Не Похож На nanotubes углерода, органические nanotubes имеют превосходную распыляемость в воде, и могут включать вещества гостя над 10 nm в размере, как протеины и нуклеиновые кислоты. Органические nanotubes могут поместить даже функциональные вещества которые настолько большие что циклодекстрины, произведенные на коммерчески основание как вещества заключения в настоящее время, не могут сделать. Таким Образом органические nanotubes перспективнейши для применения к различным полям как медицинская, здоровье, и технологии nanobio.

Эта научная работа была показана в Orgatechno 2006, котор держат на Pacifico Иокогаме с 25-ого-27 июля.

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - Белые твердые порошки (вес = 100 g) состоя из органических nanotubes (среднего наружного диаметра = 80 nm, и среднего внутреннего диаметра = 60 nm), и (право) микрорисунок электрона скеннирования nanotubes мы начинали.

Диаграмма 1.

Предпосылка и История Научной Работы

Изучения на nanotubes углерода, которые состоят из только атомов углерода, обширно были выдвинуты от пунктов взгляда исследования применения, практически пользы, и массового производства. С другой стороны, органические nanotubes диаметры которых наружные подобны к множественн-наслоенным nanotubes углерода 10 к нескольким 10 nm в наружном диаметре. Подобно к молекулам мыла, органические nanotubes полые цилиндрические nanostructures сформированные самопроизвольно собирать amphiphilic молекул с moieties водорастворимого (гидрофильно) и масл-soluble (гидродобными). Это собирая вызвано «собственн-агрегатом.» Было найдено что только лимитированный вид amphiphilic молекул, как фосфолипиды, гликолипиды, и peptidelipids, может собственн-собрать в структуры nanotube.

Размеры органических nanotubes обычно 10-200 nm в внутреннем диаметре, 40-1000 nm в наружном диаметре, и несколько к µm нескольких сотни в длине, хотя в зависимости от amphiphilic молекул использовали. Молекулы формируют цилиндрические структуры bilayer, в которых гидрофильные группы в составе молекулы ориентированы к обеим поверхностям каждого bilayer для того чтобы контактировать с водой (Диаграммой 2). Над несколькими молекул миллионов дневальный аранжированные, что чисто межмолекулярными взаимодействиями без химического соединения сформировал стабилизированные структуры nanostructure.

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - Иллюстрация типичной молекулярной упаковки органического nanotube.

Диаграмма 2.

Головка каждого tadpole-как amphiphilic молекула показывает что гидрофильная группа и кабель показывают гидродобную группу.

Методы собственн-агрегата в воде для синтеза органических nanotubes, но методы имеют недостаток который большое количество воды, соответствие к 1000-10000 временам вес органических nanotubes, необходимы. Furthermore, методы требуют много шагов и долгого времени окончательно преобразовать в структуры nanotube (Диаграмму 3). Таким Образом, до теперь, не будет рассмотрено что массовое производство над 1 грамма nanotubes трудно на уровне лаборатории.

AIST выдвинуло изучение конструкции, синтеза, и собственн-агрегата amphiphilic молекул для образования nanotube над последней декадой, и в этой работе мы преуспевали в массовом производстве органических nanotubes. Эта работа была унесена как часть Исследования для Evolutional проекта Науки и Техники (ГРЕБНЯ), совместного исследования Сердечника Агенства Науки и Техники Японии (JST) и AIST (в FY 2000-2005), и в части Исследования Ориентированного Разрешением для проекта Науки и Техники (SORST), исследование подряда JST (в FY 2005-2007).

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - Морфологический механизм преобразования amphiphilic молекулярных агрегатов, сперва формируя сферически агрегаты, после этого идя через спиральные агрегаты, и окончательно приводя к внутри nanotube-как структуры в воде.

Диаграмма 3.

Детали Научной Работы

В этой работе, используя гидрофильные и гидродобные части недорогих и безопасных материалов как сахариды и пептиды могущие понадобиться как еда, мы конструировали и синтезированный N-гликозид-Тип гликолипиды и peptidelipids для образования nanotubes. Сверх Того, мы преуспевали в синтезе полости волокн-как органические nanotubes собственн-агрегатом липидов в безопасных органических растворителях, как этанол который также использован для еды, но не используя растворитель воды.

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - Возможная схематическая диаграмма показывая механизм собственн-агрегата наших amphiphilic молекул в органическом растворителе

Диаграмма 4.

удобный обрабатывать, как консервация комнатной температуры и испарение растворителей, и использования органических растворителей которые хорошие растворители материалов nanotube, мы преуспели в масс-производить над 1 kg тверд-пороховидных органических nanotubes с количеством растворителей более низко чем 1,000-10,000th из того нужного для обычных методов.

На Диаграмму 4 проиллюстрировано что синтезированные amphiphilic молекулы могут сформировать агрегаты nanotube в только одном шаге, без проходить множественные шаги как nanotubes в воде, приводящ к в продукции большое количество nanotubes в очень коротком периоде времени. Мы подтверждали что белые твердые порошки состоят из органических nanotubes 40-200 nm в внутреннем диаметре, 70-500 nm в наружном диаметре, и нескольк µm в длине используя электронные кинескопы передачи и скеннирования (Диаграмму 5).

В этой работе, мы производили над 1 kg nanotubes используя органические растворители приблизительно 10 L (обычным методам нужен 20.000 L воды). Furthermore, в подготовке nanotubes включающ заключение функциональных веществ, обычным методам нужен процесс вакуум-засыхания над несколькими дней, но наш метод органического растворителя делает суша процесс легкой выполнить в нескольких часов.

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - Изображение скеннирования электронноскопическое (вид передачи) белых органических nanotubes в твердом пороховидном положении.

Диаграмма 5.

Характеристики, размеры, и функции наших органических nanotubes отличал характеристикиз nanotubes углерода, и hereafter их применения, научные исследования и разработки, и исследование для практически пользы будут ускорять ход как работа возникая от. Мы таким образом называли наши nanotubes «Органическим Nanotube AIST,» и мы имеем недавно прикладное для этого, котор нужно зарегистрировать как наш товарный знак.

Цикловые вызванные молекулы, «циклодекстрином,» которые образованы 6-8 молекул глюкозы соединились кругово, широко были использованы в разнообразие полях, как еда, медицина, и товары владением дома. Помещающ различные органические смеси низк-молекулярн-веса в их гидродобных карманн, молекулы имеют функции в делать неустойчивую конюшню веществ, в медленном отпуске медицин и химикатов ароматности, и в делать воднонерастворимый soluble веществ.

с другой стороны, органические nanotubes сформированные собственн-агрегатом гликолипидов можно хорошо разметать в воде. Furthermore, nanotubes могут поместить вещества маштаба 10-50-nm, например протеины, нуклеиновые кислоты, вирусы, и nanoparticles металла, которые молекулы циклодекстрина не могут, для того чтобы разметать их в воде. Фактически, используя органические nanotubes 30-60 nm в внутреннем диаметре, мы преуспевали в заключении nanoparticles металла 1-20 nm в диаметре и сферически протеинов 12 nm в диаметре (ferritin) как показано в Диаграмме 6.

Недавно продукты используя функции заключения циклодекстрина были исследованы и были начаты, и много из их уже были произведены на коммерчески основание. Однако, наши nanotubes, включающ массовое производство и заключение больших молекул, перспективнейши для промышленных применений как новые материалы с функциями заключения.

AZoNano - A к Z Нанотехнологии - микрорисунки электрона Передачи nanotubes при внутренние диаметры 30-50 nm, помещая nanoparticles золота с различными размерами, соответственно. (Право) микрорисунок электрона передачи nanotube при внутренний диаметр 60 nm, помещая ferritin с наружным диаметром 12 nm.

Диаграмма 6.

Планы на Будущее Для Научной Работы

Hereafter, мы планируем выдвинуть развитие органических nanotubes от пункта взгляда новых контейнеров nanotube или новых органических несущих nanotube с возможностью адсорбции, заключения, и замедлить отпуск, рассматривая применения к полям (1) земледелия (удаления белковых частиц, позема медленн-отпуска, Etc.), (2) еда (разрядка тучных, функциональных волокон, Etc.), (3) здоровье (предохранение алопесии, фильтров аллергена, etc), (4) медицинское обслуживание (средства доставки снадобья для зон мишеней, hemocatharsis, захватывать вирусов, администрации инсулина, распыливания, etc), (5) окружающая среда (удаление металлических particulates, etc), и (6) материалы здоровой еды аддитивные для женщин и пожилых людей.

Источник: AIST

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите AIST

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

Last Update: 13. June 2013 09:50

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit