Functionalization dei Materiali di Nanoporous Facendo Uso di Deposito Atomico del Livello

Il Professor Roger J. Narayan, Dipartimento Unito di Assistenza Tecnica Biomedica, Università di North Carolina e North Carolina State University; Dipartimento di Scienza dei Materiali e di Assistenza Tecnica, North Carolina State University
Autore Corrispondente: roger_narayan@unc.edu

Le membrane dell'allumina di Nanoporous forniscono parecchi vantaggi sopra le membrane polimeriche per uso nel trasporto selettivo dei materiali biologici. Un'anodizzazione di coinvoluzione trattata, spogliando dell'ossido e l'ri-anodizzazione è usata per da costruzione questi materiali. In membrane nanoporous dell'allumina, i pori quasi cilindrici sono orientati perpendicolarmente verso la superficie del materiale; i pori sono sistemati in una struttura della cellula esagonale confezionata fine.

A Differenza delle membrane polimeriche, le membrane nanoporous dell'allumina possono essere elaborate con i pori diritti, le dimensioni costanti del poro, le alte densità del poro, le piccole dimensioni del poro (10-200 nanometro) e gli spessori bassi della membrana (µm 5). A Differenza di silicio nanoporous, l'allumina nanoporous non simula il deposito del fosfato di calcio ed è stabile nelle soluzioni fisiologiche.

Il Professor Narayan e colleghi al Dipartimento Unito di Assistenza Tecnica Biomedica, all'Università di North Carolina e di North Carolina State University, al Laboratorio Nazionale di Argonne, al Laboratorio Nazionale del Fiume Savannah ed alla North Dakota State University recentemente ha svolto parecchi studi per esaminare l'uso del deposito atomico del livello per la modificazione delle superfici delle membrane nanoporous dell'allumina. Questa tecnica può essere usata per fare diminuire la dimensione del poro mentre mantiene una distribuzione stretta del poro.

Inoltre, il deposito atomico del livello può essere usato per comunicare i beni biologico-pertinenti, compreso i beni antisudicio ed antimicrobici, alle superfici delle membrane nanoporous dell'allumina. Nel deposito atomico del livello, auto-terminante le reazioni gas-solido permettono alla crescita di una pellicola sottile sulla superficie di una membrana nanoporous dell'allumina ad un modo del livello-da-livello. Le Diverse reazioni gas-solido sono separate dai punti della purga, che comprendono la saturazione con un gas inerte. Tutte superfici del materiale rivestito ricevono un rivestimento conforme dello spessore identico poiché le superfici sono saturate durante l'ogni reazione. dovuto questi attributi unici, il deposito atomico del livello può essere usato per il deposito dei rivestimenti conformi con gli spessori precisi sulle membrane nanoporous dell'allumina.

In uno studio recente, i rivestimenti fotocatalitici dell'ossido di titanio sono stati depositati sulle membrane nanoporous dell'allumina per mezzo di deposito atomico del livello (Figura 1). Ellipsometry di 100) campioni del testimone di Si (ha rivelato che il tasso di accrescimento atomico del deposito del livello per l'ossido di titanio era 0.86-1.0 Å/cycle. La spettroscopia di Raman e la Diffrazione ai raggi X della polvere delle membrane nanoporous ricoperte di ossido di titanio dell'allumina hanno dimostrato le funzionalità che corrispondono alla fase di anatase di ossido di titanio.

Figura 1. microscopio elettronico a scansione di Pianificazione-Visualizzazione di una membrana nanoporous dell'allumina dopo deposito di un rivestimento conforme dell'ossido di titanio per mezzo di deposito atomico del livello.

Due batteri patogeni, Staphylococcus aureus ed Escherichia coli, sono stati usati per esaminare la proliferazione microbica sulle membrane nanoporous ricoperte di ossido e non rivestite di titanio dell'allumina. 20 membrane nanoporous ricoperte di ossido di titanio dell'allumina di dimensione del poro di nanometro esposte a luce ultravioletta hanno dimostrato le tariffe più basse del collegamento di Escherichia coli e di Staphylococcus aureus che le membrane non rivestite; questi risultati sono stati attribuiti ad attività fotocatalitica connessa con interazione ultravioletta dell'ossido del luminoso titanio.

In un altro studio recente, le membrane nanoporous dell'allumina inizialmente sono state ricoperte di platino facendo uso del deposito atomico del livello e successivamente sono state ricoperte di 1 sfortuna di mercaptoundec-11-yl (glicole etilenico) facendo uso di un trattamento dell'auto-assembly. Abbiamo valutato l'adsorbimento delle piastrine, delle proteine e di altre componenti del sangue del plasma ricco della piastrina umana a PEGylated, membrane nanoporous platino-rivestite dell'allumina. I pori del PEGylated, membrana nanoporous platino-rivestita dell'allumina in gran parte sono rimanere esenti da insudiciamento della proteina; d'altra parte, i pori della membrana nanoporous platino-rivestita dell'allumina e dell'allumina nanoporous non rivestita hanno esibito l'insudiciamento del poro e l'aggregazione significativi della proteina.

I risultati del nostro lavoro indicano che il deposito atomico del livello può essere usato per comunicare i beni biologico-pertinenti alle membrane nanoporous come pure ad altra dell'allumina biomateriali nanostructured. Le membrane nanoporous dell'allumina deposito-modificate livello Atomico hanno numerose applicazioni mediche potenziali, compreso uso nella consegna e nel biosensing della droga.


Riferimenti

1. SP di Adiga, LA di Curtiss, Elam JW, Pellin MJ, Shih CC, Shih CM, Lin SJ, Unione Sovietica YY, Gittard SA, Zhang J, Narayan RJ, materiali di Nanoporous per le unità biomediche, JOM, 60: 26-32, 2008
2. Narayan RJ, NA di Monteiro-Riviere, Brigmon RL, Pellin MJ, Elam JW, deposito Atomico del livello delle pellicole2 sottili di TiO sui modelli nanoporous dell'allumina: Applicazioni Mediche, JOM 61: 12-16, 2009
3. SP di Adiga, LA di Jin C, di Curtiss, NA di Monteiro-Riviere, membrane di Narayan RJ, di Nanoporous per le applicazioni mediche e biologiche, Collegare Nanomedicine e Nanobiotecnologia, 1: 568-591, 2009
4. Narayan RJ, SP di Adiga, LA di Pellin MJ, di Curtiss, Hryn AJ, Stafslien S, Chisholm B, Shih CC, Shih CM, Lin SJ, Unione Sovietica YY, Jin C, Zhang J, NA di Monteiro-Riviere, Elam JW, a functionalization basato a deposito del livello Atomico dei materiali per le applicazioni di salute ambientale e mediche, Transazioni Filosofiche della Società Reale A, 2010, in stampa

Copyright AZoNano.com, il Professor Roger J. Narayan (Università di North Carolina e di North Carolina State University)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

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