Functionalization von Nanoporous-Materialien Unter Verwendung der AtomSchicht-Absetzung

Professor Roger J. Narayan, Gemeinsame Abteilung der Biomedizinischen Technik, Universität des North Carolina und Staat North Carolina-Universität; Abteilung der Material-Wissenschaft und der Technik, Staat North Carolina-Universität
Entsprechender Autor: roger_narayan@unc.edu

Nanoporous-Tonerdemembranen stellen einige Vorteile über Polymermembranen für Gebrauch im selektiven Transport von biologischen Materialien zur Verfügung. Eine Prozessmiteinbeziehenanodisation, entfernend vom Oxid und Wiederanodisation wird verwendet, um diese Materialien zu fabrizieren. In den nanoporous Tonerdemembranen werden fast zylinderförmige Poren senkrecht der Oberfläche des Materials orientiert; die Poren werden in einer dichtgepackten sechseckigen Zellzelle angeordnet.

Anders Als Polymermembranen können nanoporous Tonerdemembranen mit geraden Poren, einheitlichen Porengrößen, hohen Porendichten, kleinen Porengrößen (10-200 nm) und niedrigen Membranstärken (µm 5) aufbereitet werden. Anders Als nanoporous Silikon simuliert nanoporous Tonerde nicht Kalziumphosphatabsetzung und ist- in den physiologischen Lösungen stabil.

Professor Narayan und Kollegen an der Gemeinsamen Abteilung der Biomedizinischen Technik, an der Universität des North Carolina und der Staat North Carolina-Universität, an Argonne-Nationalem Laboratorium, an Savannah River Nationalem Laboratorium und an der Staat North Dakota-Universität haben vor kurzem einige Studien durchgeführt, um den Gebrauch von Atomschichtabsetzung für die Abänderung der Oberflächen der nanoporous Tonerdemembranen zu prüfen. Diese Technik wird verwendet möglicherweise, um Porengröße beim Beibehalten einer schmalen Porenverteilung zu verringern.

Darüber hinaus wird Atomschichtabsetzung verwendet möglicherweise, um biologisch-relevante Eigenschaften, einschließlich die Holzschutz- und antibiotischen Eigenschaften, zu den Oberflächen von nanoporous Tonerdemembranen zuzuteilen. In der Atomschichtabsetzung selbst-abbrechend aktivieren Gas-Körperreaktionen Wachstum eines Dünnfilms auf der Oberfläche einer nanoporous Tonerdemembran auf eine Schicht-durchschicht Form. Einzelne Gas-Körperreaktionen werden durch Löschenschritte getrennt, die Sättigung in ein Edelgas miteinbeziehen. Alle Oberflächen des Mischguts empfangen eine konforme Beschichtung der identischen Stärke, da die Oberflächen während jeder Reaktion gesättigt werden. Wegen dieser eindeutigen Attribute, wird Atomschichtabsetzung für das Abgeben von konformen Beschichtungen mit genauen Stärken auf nanoporous Tonerdemembranen verwendet möglicherweise.

In einer neuen Studie wurden photocatalytic Titanoxydbeschichtungen auf nanoporous Tonerdemembranen mittels der Atomschichtabsetzung abgegeben (Abbildung 1). Ellipsometry von (100) Zeugeproben des Si deckte auf, dass die Atomschichtabsetzungs-Wachstumsrate für Titanoxyd 0.86-1.0 Å/cycle war. Raman-Spektroskopie und Pulver Röntgenstrahlbeugung von Titannanoporous Tonerdeoxidmembranen zeigten Merkmale entsprechend der anatase Phase des Titanoxyds.

Abbildung 1. Plan-Ansicht Scannen-Elektronenmikroskopbild einer nanoporous Tonerdemembran nach Absetzung einer konformen Titanoxydbeschichtung mittels der Atomschichtabsetzung.

Zwei pathogene Bakterien, Staphylococcus Aureus und Escherichia Coli, wurden verwendet, um die Mikrobenstarke verbreitung auf Titanoxid- und unbeschichteten nanoporous Tonerdemembranen zu prüfen. 20 Titannanoporous Tonerdeoxidmembranen der nm-Porengröße, die UV-Licht ausgesetzt wurden, zeigten niedrigere Kinetik des Staphylococcus- Aureus und Escherichia- Colianhangs als unbeschichtete Membranen; diese Ergebnisse wurden der photocatalytic Aktivität zugeschrieben, die mit ultravioletter Leichttitan Oxidinteraktion verbunden ist.

In einer anderen neuen Studie wurden nanoporous Tonerdemembranen zuerst mit Platin unter Verwendung der Atomschichtabsetzung beschichtet und beschichtet nachfolgend mit 1 mercaptoundec-11-yl Hexagon (Ethylenglycol) unter Verwendung eines Selbstbauprozesses. Wir werteten Aufnahme von Plättchen, von Proteinen und von anderen Blutbauteilen des reichen Plasmas des menschlichen Plättchens zu PEGylated, Platin-überzogene nanoporous Tonerdemembranen aus. Die Poren des PEGylated, Platin-überzogene nanoporous Tonerdemembran blieben in großem Maße von der Proteinverschmutzung frei; andererseits wiesen die Poren der Platin-überzogenen nanoporous Tonerdemembran und der unbeschichteten nanoporous Tonerde die beträchtliche Porenverschmutzung und -Proteinaggregation auf.

Die Ergebnisse unserer Arbeit schlagen vor, dass Atomschichtabsetzung möglicherweise verwendet wird, um biologisch-relevante Eigenschaften zu den nanoporous Tonerdemembranen sowie -anderer zuzuteilen nanostructured Biosubstanzen. Haben Atomschicht Absetzung-geänderte nanoporous Tonerdemembranen zahlreiche mögliche medizinische Anwendungen, einschließlich Gebrauch in der Medikamentenverabreichung und im Biosensing.


Bezüge

1. Adiga SP, Curtiss-LA, Elam JW, Pellin MJ, Shih CM, Shih CM, Lin SJ, SU JJ, Gittard SA, Zhang J, Narayan RJ, Nanoporous-Materialien für biomedizinische Einheiten, JOM, 60: 26-32, 2008
2. Narayan RJ, Monteiro-Riviere NA, Brigmon RL, Pellin MJ, Elam JW, Atomschichtabsetzung von2 Dünnfilmen TiO auf nanoporous Tonerdeschablonen: Medizinische Anwendungen, JOM 61: 12-16, 2009
3. Adiga SP, LA Jins C, Curtiss, Monteiro-Riviere NA, Membranen Narayan RJ, Nanoporous für die medizinischen und biologischen Anwendungen, Kabel Nanomedicine und Nanobiotechnologie, 1: 568-591, 2009
4. Narayan RJ, Adiga SP, LA Pellin MJ, Curtiss, Hryn AJ, Stafslien S, Chisholm B, Shih CM, Shih CM, Lin SJ, SU JJ, Jin C, Zhang J, Monteiro-Riviere NA, Elam JW, Atomschicht Absetzung-basiertes functionalization von den Materialien für die medizinische und Umwelterhaltungsanwendungen, Philosophische Transaktionen der Königlichen Gesellschaft A, 2010, in der Druckerei

Copyright AZoNano.com, Professor Roger J. Narayan (Universität des North Carolina und der Staat North Carolina-Universität)

Date Added: Jan 31, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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