原子層の沈殿を使用して Nanoporous の文書の Functionalization

ロジャー J. Narayan の生体医用工学、ノースカロライナおよびノースカロライナの州立大学の大学の共同部門教授; 物質科学および工学のノースカロライナの州立大学の部門
対応する著者: roger_narayan@unc.edu

Nanoporous のアルミナの膜は生物的材料の選択的な輸送の使用に重合体の膜上の複数の利点を提供します。 プロセス包含陽極酸化が、酸化物の除去して、および再陽極酸化はこれらの材料を製造するのに使用されています。 nanoporous アルミナの膜では、ほぼ円柱気孔は材料の表面に垂直に方向づけられます; 気孔は最密の六角形のセル構造で配列されます。

重合体の膜とは違って、 nanoporous アルミナの膜はまっすぐな気孔、均一気孔のサイズ、高い気孔の密度、小さい気孔のサイズ (10-200 nm)、および低い膜の厚さ (5 µm) と処理することができます。 nanoporous ケイ素とは違って、 nanoporous アルミナはカルシウム隣酸塩沈殿を模倣しないし、生理学的な解決で安定しています。

生体医用工学の共同部門、ノースカロライナおよびノースカロライナの州立大学の大学、 Argonne の国立研究所、 Savannah 川の国立研究所およびノースダコタの州立大学の教授 Narayan および同僚は最近 nanoporous アルミナの膜の表面を修正するための原子層の沈殿の使用を検査するために複数の調査を行ってしまいました。 狭い気孔の分布を維持している間この技術が気孔のサイズを減らすのに使用されるかもしれません。

さらに nanoporous アルミナの膜の表面に生物的関連した特性を、よごれ止めおよび抗菌特性を含んで、与えるのに、原子層の沈殿が使用されるかもしれません。 自己終わる原子層の沈殿ではガス固体反作用は層によ層の方法の nanoporous アルミナの膜の表面の薄膜の成長を可能にします。 個々のガス固体反作用は不活性ガスと彩度を含むパージのステップで分かれています。 上塗を施してある材料の表面すべては表面が各反作用の間に飽和するので同一の厚さの等角のコーティングを受け取ります。 これらの一義的な属性が原因で、原子層の沈殿は nanoporous アルミナの膜に精密な厚さの等角のコーティングの沈殿に使用するかもしれません。

1 つの最近の調査では、 photocatalytic チタニウム酸化物のコーティングは原子層の沈殿 (図 1) によって nanoporous アルミナの膜で沈殿しました。 Si の (100 つの) 証人のサンプルの Ellipsometry はチタニウム酸化物のための原子層の沈殿成長率が 0.86-1.0 Å/cycle だったことを明らかにしました。 チタニウムの酸化物が塗ってある nanoporous アルミナの膜のラマン分光学そして粉の X 線回折はチタニウム酸化物の anatase 段階に相当して機能を示しました。

図 1. 原子層の沈殿による等角のチタニウム酸化物のコーティングの沈殿の後の nanoporous アルミナの膜の計画眺めのスキャンの電子顕微鏡写真。

2 匹の病原性のある細菌、黄色ブドウ球菌およびエシェリヒア属大腸菌が、チタニウムの酸化物が塗ってあり、光沢が無い nanoporous アルミナの膜の微生物拡散を検査するのに使用されました。 紫外線 -- にさらされた 20 の nm の気孔のサイズのチタニウムの酸化物が塗ってある nanoporous アルミナの膜は光沢が無い膜より黄色ブドウ球菌およびエシェリヒア属大腸菌の接続機構の低いレートを示しました; これらの結果は紫外ライトチタニウムの酸化物の相互作用と関連付けられた photocatalytic 作業に帰因しました。

別の最近の調査では、 nanoporous アルミナの膜は原子層の沈殿を使用してプラチナが最初に塗られ、 1-mercaptoundec-11-yl hex が自己アセンブリプロセスを使用して続いて (エチレン・グリコール) 塗られました。 私達は PEGylated に人間の血小板の豊富な血しょうの血小板、蛋白質および他の血のコンポーネント、プラチナ上塗を施してある nanoporous アルミナの膜の吸着を評価しました。 PEGylated の気孔は、プラチナ上塗を施してある nanoporous アルミナの膜主として蛋白質の汚染の自由に残りました; 一方では、プラチナ上塗を施してある nanoporous アルミナの膜および光沢が無い nanoporous アルミナの気孔は重要な気孔の汚染および蛋白質の集合を表わしました。

私達の作業の結果は nanoporous アルミナの膜、また他に生物的関連した特性を与えるのに原子層の沈殿が nanostructured 生体材料使用されるかもしれないことを提案します。 原子層によって沈殿修正される nanoporous アルミナの膜に薬剤の配達および biosensing で使用を含む多数の潜在的な医学アプリケーションが、あります。


参照

1. Adiga SP の Curtiss の LA、 Elam JW、 Pellin MJ、 Shih CC、 Shih CM、林 SJ、 Su YY の Gittard SA、チャン J、 Narayan RJ の生物医学的な装置、 JOM、 60 のための Nanoporous の文書: 26-32、 2008 年
2. Narayan RJ、 Monteiro-Riviere NA、 Brigmon RL、 Pellin MJ、 Elam JW の nanoporous アルミナのテンプレートの TiO の2 薄膜の原子層の沈殿: 医学アプリケーション、 JOM 61: 12-16、 2009 年
3. 医学および生物的アプリケーションのための Adiga SP、ジン C、 Curtiss の LA、 Monteiro-Riviere NA、 Narayan RJ、 Nanoporous の膜、ワイヤー Nanomedicine および Nanobiotechnology、 1: 568-591、 2009 年
4. Narayan RJ、 Adiga SP、 Pellin MJ、 Curtiss の、 Stafslien S AJ、 LA、 Hryn Chisholm B、 Shih CC、 Shih CM、林 SJ、 Su YY、ジン C、チャン J、 Monteiro-Riviere NA、 Elam JW の原子層の医学および環境衛生アプリケーション、王立協会 A 出版物の 2010 年の哲学のトランザクションのための材料の沈殿ベースの functionalization、

、版権 AZoNano.com ロジャー J. Narayan (ノースカロライナおよびノースカロライナの州立大学の大学) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 23:20

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