There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

空白有机 Nanotubes 大量综合 - 铺平道路 Nanotubes 的行业应用的例如缓释医学和健康食品的

包括的事宜

背景

概要

研究工作的背景和历史记录

研究工作详细资料

研究工作的未来规划

背景

直到现在,因为很多水溶剂为自被汇编的有机 nanotubes 综合从两性分子的分子的必要有机 nanotubes 的大量生产是非常困难的技术上。

我们开发了使用少于用于常规方法的第一千分之一这种溶剂 nanotubes 的一个方便质量综合方法,并且为这个干式法的需时是仅一些时数。

因为我们开发了的 nanotubes 启用功能物质 (蛋白质、金属 nanoparticles 等等) 的封闭大于 10 毫微米,无法直到现在浓缩,在缓释的应用医学和健康食品预计。

概要

Nanoarchitectonics 研究中心 (Toshimi 清水,主任) 的高轴向比例 Nanostructure 制造小组的先进的行业科学技术 (AIST 国家学院; Hiroyuki 芳川,总统) 最近设计了和与亲水和疏水份额的被综合的两性分子的分子和开发了多种有机 nanotubes 综合的一个技术 40-200 毫微米在内在直径, 70-500 毫微米在外面直径,和几 µm 长度通过自汇编他们在有机溶液。 此方法需要少于常规方法使用的第一千分之一这种溶剂,启用有机 nanotubes (图 1) 的大量生产。 不同于碳 nanotubes,有机 nanotubes 有非常好的分散性在水中,并且可能在大小上合并客户物质 10 毫微米,例如蛋白质和核酸。 有机 nanotubes 可能浓缩很大甚而的功能物质环糊精,当前商业上被生产作为封闭物质,不可能执行。 因而有机 nanotubes 为应用是有为的对多种域例如医疗,健康和 nanobio 技术。

此研究工作在 Orgatechno 2006 被显示了被暂挂在 Pacifico 横滨从 7月 25-27。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z - 空白固定的粉末 (重量 = 包括有机 nanotubes (平均外面直径 = 80 毫微米和平均内在直径的 100 g) = 60 毫微米) 和 (正确) 我们开发了 nanotubes 的扫描电子显微照片。

图 1。

研究工作的背景和历史记录

关于碳 nanotubes 的研究,包括仅碳原子,从视图应用点研究、实用的使用和大量生产广泛地提前。 另一方面,有外面直径类似于多个层状碳 nanotubes 十于几十倍在外面直径的 nm 的有机 nanotubes。 类似于肥皂分子,有机 nanotubes 是自发聚集形成的空心圆柱形 nanostructures 与溶于水 (亲水) 和可溶于油的 (疏水) 份额的两性分子的分子。 聚集的这称 “自集合”。 发现仅一有限两性分子的分子,例如磷脂,糖酯和 peptidelipids,可能自汇编到 nanotube 结构。

有机 nanotubes 的范围通常是 10-200 毫微米在内在直径, 40-1000 毫微米在外面直径和数对长度几数百 µm,虽然根据两性分子的分子使用了。 分子形成圆柱形 bilayer 结构,分子亲水组被安置对每 bilayer 两表面用水 (图 2) 接触。 在几个百万分子是纯粹地分子间的交往安排的勤务员没有化工接合形成稳定的 nanostructure 结构。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z - 一有机 nanotube 的典型的分子装箱的例证。

图 2。

每个象蝌蚪的两性分子的分子题头指示亲水组和尾标指示疏水组。

有自集合方法在有机 nanotubes 综合的水中,但是方法有很多水,与 1000-10000 倍相应有机 nanotubes 重量,是需要的缺点。 此外,方法需要许多步骤和很长时间终于变换成 nanotube 结构 (图 3)。 因此,直到现在,考虑 1 克的大量生产 nanotubes 是困难的在实验室级别。

AIST 在过去十年提前两性分子的分子设计、综合和自集合的研究 nanotube 形成的,并且在此工作我们在有机 nanotubes 的大量生产成功。 作为进化论的科学技术 (冠) 项目的,核心研究一部分此工作被执行了,日本科学技术机构 (JST) 的联合研究和 AIST (在 FY 2000-2005),并且在解决方法的部分安置了科学技术 (SORST) 项目的, JST 合同研究研究 (在 FY 2005-2007)。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z -,首先形成球状集合的两性分子的分子集合一个形态转换结构,然后去通过螺线集合和终于造成象 nanotube 的结构在水中。

图 3。

研究工作详细资料

在此工作,使用耗费小和安全的材料的亲水和疏水部分例如可以使用作为食物的糖类和肽,我们设计了和被综合的 N 苷型的糖酯和 peptidelipids nanotubes 的形成的。 而且,我们在空心象纤维的有机 nanotubes 综合成功由油脂的自集合在安全的有机溶液的,例如为食物也使用的对氨基苯甲酸二,但是不使用水溶剂。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z - 显示我们两性分子的分子的自集合结构一张可能的简图在有机溶液

图 4。

通过方便处理,例如室温溶剂和使用是 nanotube 材料好溶剂的有机溶液保存和蒸发,我们在大量生产比为常规方法需要的 1,000-10,000th 成功 1 kg 与低相当数量的固定粉状有机 nanotubes 溶剂那。

图 4 说明被综合的两性分子的分子只可能形成在一个步骤的 nanotube 集合,无需经过象 nanotubes 的多个步骤在水中,造成很多 nanotubes 的生产在非常短的时间的。 我们确认空白固定的粉末包括有机 nanotubes 40-200 毫微米在内在直径, 70-500 毫微米在外面直径,和几 µm 长度使用传输和扫描电子显微镜 (图 5)。

在此工作,我们生产了 1 kg nanotubes 使用大约 10 升有机溶液 (常规方法需要 20,000 升水)。 此外,在 nanotubes 的准备启用功能物质的封闭,常规方法需要真空烘干进程在几日,但是我们的有机溶液方法使这个干式法容易在几时数完成。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z - 扫描电子显微镜图象 (传输方式) 的在固定的粉状状态的空白有机 nanotubes。

图 5。

我们的有机 nanotubes 的特性、范围和功能是与那些碳 nanotubes 不同,并且此后他们的申请、研究与开发和研究对实用的使用将加速作为起源的工作于。 我们因而命名了我们的 nanotubes “有机 Nanotube AIST”,并且我们最近申请作为我们的商标将登记的此。

循环分子,称 “环糊精”,构成 6-8 个葡萄糖分子圆连接了,是用途广泛在各种各样的域,例如食物、医学和房子拥有货物。 浓缩在他们的疏水矿穴的多种有机低分子量的化合物,分子有功能在做不稳定的物质稳定,在缓释医学和芳香化学制品和在使水不溶性的物质可溶解。

另一方面,糖酯自集合形成的有机 nanotubes 在水中可以很好被分散。 此外, nanotubes 可能浓缩 10 50 nm 缩放比例物质,即蛋白质、核酸、病毒和金属 nanoparticles,环糊精分子不能,分散他们在水中。 实际上,使用有机 nanotubes 30-60 毫微米在内在直径,我们在金属 nanoparticles 1-20 毫微米直径和球状蛋白质的封闭成功 12 毫微米直径 (铁蛋白) 如图 6. 所显示。

最近使用环糊精的封闭功能产品被研究了并且被开发了,并且很多商业上已经被生产了。 然而,我们的 nanotubes,启用大分子的大量生产和封闭,为行业应用是有为的作为与封闭功能的新的材料。

AZoNano - 纳米技术 A 到 Z - 传输 nanotubes 电子显微照片与内在直径的 30-50 毫微米,浓缩用不同的范围的金 nanoparticles,分别。 (正确) 一 nanotube 的传输电子显微照片与一条内在直径的 60 毫微米,浓缩与一条外面直径的铁蛋白 12 毫微米。

图 6。

研究工作的未来规划

此后,我们计划提前有机 nanotubes 的发展从观点的新的 nanotube 容器或新的有机 nanotube 承运人以功能的吸附,封闭和缓释,考虑应用对 (1) 农业 (删除朊毒体、缓释肥料等等), (2) 食物 (放电肥胖,功能纤维等等), (3) 健康 (预防脱发症、变态反应原补白等等), (4) 卫生保健 (药物送货系统目标地区, hemocatharsis,获取病毒,管理胰岛素,雾化等等的), (5) 环境 (删除金属微粒物质等等) 和 (6) 健康食品的域 妇女和老人的附加材料。

来源: AIST

关于此来源的更多信息请参观 AIST

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

Last Update: 13. June 2013 09:12

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