Functionalization de los Materiales de Nanoporous Usando la Deposición Atómica de la Capa

Profesor Rogelio J. Narayan, Departamento Común de la Ingeniería Biomédica, Universidad de la Universidad de Carolina del Norte y de Estado de Carolina del Norte; Departamento de la Ciencia Material y de la Ingeniería, Universidad de Estado de Carolina del Norte
Autor Correspondiente: roger_narayan@unc.edu

Las membranas del alúmina de Nanoporous proporcionan a varias ventajas sobre las membranas poliméricas para el uso en el transporte selectivo de materiales biológicos. Una anodización de participación de proceso, eliminando del óxido, y la re-anodización se utiliza para fabricar estos materiales. En membranas nanoporous del alúmina, los poros casi cilíndricos se orientan perpendicular a la superficie del material; los poros se arreglan en a cierre-pila de discos la estructura de célula hexagonal.

A Diferencia de las membranas poliméricas, las membranas nanoporous del alúmina se pueden tramitar con los poros derechos, las tallas uniformes del poro, las altas densidades del poro, las pequeñas tallas del poro (10-200 nanómetro), y los espesores inferiores de la membrana (µm 5). A Diferencia del silicio nanoporous, el alúmina nanoporous no simula la deposición del fosfato de calcio y es estable en soluciones fisiológicas.

El Profesor Narayan y colegas en el Departamento Común de la Ingeniería Biomédica, la Universidad de la Universidad de Carolina del Norte y de Estado de Carolina del Norte, el Laboratorio Nacional de Argonne, el Laboratorio Nacional del Río Savannah, y la Universidad de Estado de Dakota del Norte ha realizado recientemente varios estudios para examinar el uso de la deposición atómica de la capa para modificar las superficies de las membranas nanoporous del alúmina. Esta técnica se puede utilizar para disminuir talla del poro mientras que mantiene una distribución estrecha del poro.

Además, la deposición atómica de la capa se puede utilizar para comunicar propiedades biológico-relevantes, incluyendo propiedades anti-incrustantes y antimicrobianas, a las superficies de las membranas nanoporous del alúmina. En la deposición atómica de la capa, uno mismo-terminando las reacciones gas-sólido activan incremento de una película fina en la superficie de una membrana nanoporous del alúmina en una moda de la capa-por-capa. Las reacciones gas-sólido Individuales son separadas por los pasos de progresión de la purgación, que implican la saturación con un gas inerte. Todas las superficies del material revestido reciben una capa conformal de espesor idéntico puesto que las superficies se saturan durante cada reacción. Debido a estos atributos únicos, la deposición atómica de la capa se puede utilizar para depositar capas conformales con espesores exactos sobre las membranas nanoporous del alúmina.

En un estudio reciente, las capas photocatalytic del óxido titanium fueron depositadas en las membranas nanoporous del alúmina mediante la deposición atómica de la capa (Cuadro 1). Ellipsometry de 100) muestras del testigo del Si (reveló que la tasa de crecimiento atómica de la deposición de la capa para el óxido titanium era 0.86-1.0 Å/cycle. La espectroscopia de Raman y la difracción de Radiografía del polvo de las membranas nanoporous con recubrimiento de óxido titanium del alúmina demostraron características correspondiente a la fase del anatase del óxido titanium.

Cuadro 1. micrográfo de electrón de la exploración de la Plan-Vista de una membrana nanoporous del alúmina después de la deposición de una capa conformal del óxido titanium mediante la deposición atómica de la capa.

Dos bacterias patógenas, Estafilococo Áureo y Escherichia Coli, fueron utilizadas para examinar la proliferación microbiana en las membranas nanoporous con recubrimiento de óxido y sin recubrimiento titanium del alúmina. 20 membranas nanoporous con recubrimiento de óxido titanium del alúmina de la talla del poro del nanómetro expuestas a la luz ultravioleta demostraron índices más inferiores de accesorio del Estafilococo Áureo y de Escherichia Coli que las membranas sin recubrimiento; estos resultados fueron atribuidos a la actividad photocatalytic asociada a la acción recíproca ultravioleta del óxido del luz-titanio.

En otro estudio reciente, las membranas nanoporous del alúmina estuvieron recubiertas inicialmente con platino usando la deposición atómica de la capa y recubiertas posteriormente con 1 tuerca hexagonal de mercaptoundec-11-yl (glicol de etileno) usando un proceso del uno mismo-ensamblaje. Evaluamos la adsorción de plaquetas, de proteínas, y de otros componentes del plasma rica de la plaqueta humana a PEGylated, membranas nanoporous platino-revestidas de la sangre del alúmina. Los poros del PEGylated, membrana nanoporous platino-revestida del alúmina seguían siendo en gran parte libres de violar las reglas de la proteína; por otra parte, los poros de la membrana nanoporous platino-revestida del alúmina y del alúmina nanoporous sin recubrimiento exhibieron violar las reglas del poro y la agregación importantes de la proteína.

Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la deposición atómica de la capa se pueda utilizar para comunicar propiedades biológico-relevantes a las membranas nanoporous así como a otra del alúmina los biomateriales nanostructured. Las membranas nanoporous deposición-modificadas capa Atómica del alúmina tienen aplicaciones médicas potenciales numerosas, incluyendo uso en salida y biosensing de la droga.


Referencias

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2. Narayan RJ, NA de Monteiro-Riviere, Brigmon RL, Pellin MJ, Elam JW, deposición Atómica de la capa de las películas2 finas de TiO en modelos nanoporous del alúmina: Aplicaciones Médicas, JOM 61: 12-16, 2009
3. SP de Adiga, LA de Jin C, de Curtiss, NA de Monteiro-Riviere, membranas de Narayan RJ, de Nanoporous para las aplicaciones médicas y biológicas, Cables Nanomedicine y Nanobiotecnología, 1: 568-591, 2009
4. Narayan RJ, SP de Adiga, Pellin MJ, LA de Curtiss, Hryn AJ, Stafslien S, Chisholm B, Shih CENTÍMETRO CÚBICO, Shih CM, Lin SJ, Su YY, Jin C, Zhang J, NA de Monteiro-Riviere, Elam JW, capa Atómica deposición-basó el functionalization de los materiales para las aplicaciones médicas y de las higienes ambientales, Transacciones Filosóficas de la Sociedad Real A, 2010, en prensa

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Rogelio J. Narayan (Universidad de la Universidad de Carolina del Norte y de Estado de Carolina del Norte)

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

Last Update: 13. June 2013 23:42

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