Massiv Syntes Av Vit Organiska Nanotubes - Stenlägga Långt För Industriella Applikationer Av Nanotubes Liksom Långsam-Frigörare Mediciner Och Hälsokoster

Täckte Ämnen

Bakgrund

Synopsis

Bakgrund och Historia av ForskningArbete

Specificerar av ForskningArbete

Framtid Planerar För ForskningArbete

Bakgrund

Till nu har samlas-produktionen av organiska nanotubes varit mycket svår tekniskt, därför att ett stort belopp av bevattnar vätskan har behövts för syntesen av själv-församlade organiska nanotubes från amphiphilic molekylar.

Vi har framkallat en lämplig samlas-syntes metod för nanotubes som använder mer mindre än en tusendel av vätskan som används i konventionella metoder, och tiden som krävs för den processaa uttorkningen, är endast några timmar.

Sedan nanotubesna som vi har framkallat, möjliggör inkapslingen av funktionella vikter (proteiner, belägger med metall nanoparticles, Etc.), förväntas större än, 10 nm, som har varit omöjliga att encapsulate till nu, applikationer till den långsamma frigöraren av mediciner och hälsokoster.

Synopsis

Laget för KickAxiell-Förhållande Nanostructure Fabricering av den Nanoarchitectonics Forskningscentrat (Toshimi Shimizu, Direktören) av MedborgareInstitutet av Avancerad Industriell Vetenskap och Teknologi (AIST; Hiroyuki Yoshikawa, President) har nyligen planlagt och synthesized amphiphilic molekylar med hydrophilic och hydrophobic hälfter och har framkallat en teknik för syntesen av olika organiska nanotubes av 40-200 nm i inre diameter, 70-500 nm i yttre diameter, och flera µm i längd, genom själv-att montera dem i organiska vätskor. Denna metod behöver mer mindre än en tusendel av vätskan som används av konventionella metoder och att möjliggöra samlas-produktion av organiska nanotubes (Figurera 1). I Motsats Till kolnanotubes har kan organiska nanotubes utmärkt dispersibility in att bevattna och införlivade gästvikter av över 10 nm in storleksanpassa, liksom proteiner och nucleic syror. De organiska nanotubesna kan encapsulate även funktionella vikter som är så stora att cyclodextrins som i dagsläget produceras på en reklamfilmbas som inkapslingvikter, inte kan göra. Således är de organiska nanotubesna lovas för applikation till olikt sätter in liksom vård- och nanobioteknologier för läkarundersökning.

Detta forskningarbete visades i Orgatechno 2006 som rymdes på Pacifico Yokohama från Juli 25-27.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - Vitheltäckande pudrar (väga = G 100), att bestå av organiska nanotubes (genomsnittlig yttre diameter = 80 nm och inre diameter för medel = 60 nm), och (rätten) en scanningelektronmicrograph av nanotubesna som vi har framkallat.

Figurera 1.

Bakgrund och Historia av ForskningArbete

Studier på kolnanotubes, som består av endast kolatoms, har varit omfattande avancerade från beskåda pekar av applikationforskning, praktiskt bruk och samlas produktion. Å andra sidan har det finnas organiska nanotubes vars yttre diametrar är liknande till multipel-varvade kolnanotubes av tio till flera tio av nm i yttre diameter. Liknande till tvålmolekylar, är de organiska nanotubesna ihåliga cylindriska nanostructures som bildas av spontan montering av amphiphilic molekylar med bevattna-lösliga (hydrophilic) och olja-lösliga (hydrophobic) hälfter. Detta som monterar, kallas ”själv-enheten.”, Det har funnits att endast en inskränkt sort av amphiphilic molekylar, liksom phospholipids, glycolipids och peptidelipids, kan själv-montera in i nanotube strukturerar.

Storleksanpassar av organiska nanotubes är vanligt 10-200 nm i inre diameter, 40-1000 nm i yttre diameter och flera till µm för flera hundreds i längd, även om beroende av de amphiphilic molekylarna använde. Molekylarna bildar cylindrisk bilayer strukturerar, som de hydrophilic grupperna av molekylarna orienteras i till båda ytbehandlar av varje bilayer för att kontakta med bevattnar (Figurera 2). Över flera miljonermolekylar är ordningsamt ordnat vid renodlat intermolecular växelverkan utan den kemiska bindningen som bildar stabil nanostructure, strukturerar.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - En illustration av typisk molekylärt emballage av en organisk nanotube.

Figurera 2.

Huvudet av varje grodyngel-något liknande amphiphilic molekyl indikerar att den hydrophilic gruppen och svanen indikerar den hydrophobic gruppen.

Det har finnas själv-enheten som metoder bevattnar in för syntesen av organiska nanotubes, men metoderna har missgynna, som ett stort belopp av bevattnar som motsvarar till 1000-10000 tider väga av de organiska nanotubesna, är nödvändiga. Dessutom kräver metoderna många kliver, och en lång tid slutligen att omforma in i nanotube strukturerar (Figurera 3). Således till nu, har det varit ansett att samlas-produktionen av över 1 gram av nanotubes är svår på det jämna laboratoriumet.

AIST har avancerat studien av designen, syntesen och själv-enheten av amphiphilic molekylar för nanotubebildande över det sist årtiondet, och i detta arbete har vi lyckas i samlas-produktionen av organiska nanotubes. Detta arbete bars ut, som delen av Kärna urForskningen för Evolutional Vetenskap och Teknologi (VAPEN) projekterar, den gemensamma forskningen av den Japan Vetenskaps- och TeknologiByrån (JST) och AIST (i FYEN av 2000-2005), och i delen av Lösningen Orienterade Forskningen för Vetenskap, och Teknologi (SORST) projekterar, avtalaforskningen av JST (i FYEN av 2005-2007).

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - En morfologisk omformningsmekanism av amphiphilic molekylära enheter som bildar först sfäriska enheter och därefter att gå till och med spiralformiga enheter och resultera slutligen i nanotube-något liknande, strukturerar bevattnar in.

Figurera 3.

Specificerar av ForskningArbete

I detta arbete genom att använda de hydrophilic och hydrophobic delarna av billiga och kassaskåpmaterial liksom saccharides och peptides, som kan användas som matar, har vi planlagt och synthesized N-glycoside-Typ glycolipids och peptidelipids för bildandet av nanotubes. Dessutom har vi lyckas i syntesen av den ihåliga fiber-något liknande organiska nanotubes av själv-enheten av lipidsna i organiska vätskor för kassaskåp, liksom ethanol, som används också för mat, men att inte använda en bevattnavätska.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - En schematisk diagramvisning för möjlighet enenhet mekanism av våra amphiphilic molekylar i en organisk vätska

Figurera 4.

Vid lämpligt bearbeta liksom rumstemperaturbevarande och avdunstning av vätskor och att använda organiska vätskor, som är bra vätskor av nanotubematerial, har vi lyckas, i samlas-att producera över 1 kg av organiska nanotubes fast-i pulverform med beloppen av vätskor lower än 1,000-10,000. av det som behövs för konventionella metoder.

Figurera 4 illustrerar att de synthesized amphiphilic molekylarna kan bilda nanotubeenheter i endast en kliver, utan att genomgå multipel kliver lika nanotubes bevattnar in och att resultera i produktionen av ett stort belopp av nanotubes i mycket en kort tid. Vi har bekräftat att vitheltäckandea pudrar består av organiska nanotubes av 40-200 nm i inre diameter, 70-500 nm i yttre diameter, och flera µm i längd genom att använda överförings- och scanningelektronmikroskop (Figurera 5).

I detta arbete har vi producerat över 1 kg av nanotubes genom att använda organiska vätskor av ungefärligt 10 L (konventionella metoder behöver 20.000 L av bevattnar). Dessutom i förberedelse av nanotubes möjliggöra inkapsling av funktionella vikter, behöver konventionella metoder enuttorkning som är processaa över flera dagar, men vår metod för den organiska vätskan gör uttorkningen processaa lätt att utföra i flera timmar.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - En mikroskopisk scanningelektron - avbilda (överföringsfunktionsläget) av vit som organiska nanotubes i det fasta i pulverform påstår.

Figurera 5.

Kännetecknen, storleksanpassar och fungerar av våra organiska nanotubes är olika från de av kolnanotubes, och hereafter deras applikationer, forskning och utveckling, och forskning för ska praktiskt bruk accelereras som ett arbete som påbörjar från. Vi thus har thus namngett våra nanotubes ”den Organiska Nanotuben AIST,”, och vi har för en tid sedan applicerat för att denna registreras som vårt varumärke.

Cykliska molekylar som kallas ”cyclodextrin,”, som utgöras av 6-8 glukosmolekylar förbindelse runt, har brett använts i en variation av sätter in, liksom mat, medicin och hushållgodor. Encapsulating olikt organiskt låg-molekylär-väga sammansättningar i deras hydrophobic stoppa i fickan, molekylarna har fungerar i instabilt viktstall för danande, i den långsamma frigöraren av mediciner och aromkemikalieer och i lösliga bevattna-olösliga vikter för danande.

Å andra sidan kan organiska nanotubes som bildas av själv-enheten av glycolipids, väl skingras in bevattnar. Dessutom kan belägger med metall nanotubesna encapsulate vikter för fjäll 10-50-nm, e.g proteiner, nucleic syror, virus och nanoparticles, som cyclodextrinmolekylar inte kan, för att skingra dem bevattnar in. Faktiskt genom att använda organiska nanotubes av 30-60 nm i inre diameter, har vi lyckas i inkapslingen av belägger med metall nanoparticles av 1-20 nm i diameter och sfäriska proteiner av 12 nm i diametern (ferritin) som visat in Figurerar 6.

För en tid sedan fungerar har har produkter som använder inkapsling, av cyclodextrin forskats och framkallats, och många av dem har redan producerats på en reklamfilmbas. Emellertid är våra nanotubes och att möjliggöra samlas-produktion och inkapsling av stora molekylar, lovas för industriella applikationer, som nya material med inkapsling fungerar.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - Överföringselektronmicrographs av nanotubes med inre diametrar av 30-50 nm som encapsulating guld- nanoparticles med olikt, storleksanpassar, respektive. (Rätt) en överföringselektronmicrograph av en nanotube med en inre diameter av 60 nm som encapsulating ferritinen med en yttre diameter av 12 nm.

Figurera 6.

Framtid Planerar För ForskningArbete

Hereafter planerar vi till för- utvecklingen av organiska nanotubes från beskåda pekar av nya nanotubebehållare eller nya organiska nanotubebärare med kapaciteten av adsorption, inkapsling och saktar frigöraren som betraktar applikationer till, sätter in av (1) jordbruk (borttagningen av prions, långsam-frigörare gödsel, Etc.), (2) matar (urladdning av fett, funktionella fibrer, Etc.), (3) som är vård- (förhindrandet av alopeciaen, allergen filtrerar, etc.), (4) medicinsk vård (drogleveranssystem för uppsätta som mål regioner, hemocatharsis, tillfångatagande av virus, administrationen av insulin, atomization, etc.), (5) miljö (borttagning av metalliskt ämne som består av partiklar, etc.), och (6) hälsokosttillsatsmaterial för kvinnor och åldringen.

Källa: AIST

För mer information på denna källa behaga besök AIST

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

Last Update: 13. June 2013 09:57

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