Functionalization de Materiais de Nanoporous Usando o Depósito Atômico da Camada

Professor Roger J. Narayan, Departamento Comum da Engenharia Biomedicável, Universidade de North Carolina e de Universidade Estadual de North Carolina; Departamento da Ciência de Materiais e da Engenharia, Universidade Estadual de North Carolina
Autor Correspondente: roger_narayan@unc.edu

As membranas da alumina de Nanoporous fornecem diversas vantagens sobre as membranas poliméricos para o uso no transporte selectivo de materiais biológicos. Um processo que envolvem a anodização, descascando do óxido, e a re-anodização são usados para fabricar estes materiais. Nas membranas nanoporous da alumina, os poros quase cilíndricos são orientados perpendicular à superfície do material; os poros são arranjados em uma estrutura de pilha sextavada fim-embalada.

Ao Contrário das membranas poliméricos, as membranas nanoporous da alumina podem ser processadas com poros rectos, tamanhos uniformes do poro, densidades altas do poro, tamanhos pequenos do poro (10-200 nanômetro), e baixas espessuras da membrana (µm 5). Ao Contrário do silicone nanoporous, a alumina nanoporous não simula o depósito do fosfato de cálcio e é estável em soluções fisiológicos.

O Professor Narayan e colegas no Departamento Comum da Engenharia Biomedicável, na Universidade de North Carolina e de Universidade Estadual de North Carolina, no Laboratório Nacional de Argonne, no Laboratório Nacional de Savannah River, e na Universidade Estadual de North Dakota tem executado recentemente diversos estudos para examinar o uso do depósito atômico da camada para alterar as superfícies das membranas nanoporous da alumina. Esta técnica pode ser usada para diminuir o tamanho do poro ao manter uma distribuição estreita do poro.

Além, o depósito atômico da camada pode ser usado para dar propriedades biológico-relevantes, incluindo propriedades antifouling e antimicrobiais, às superfícies das membranas nanoporous da alumina. No depósito atômico da camada, auto-terminando as reacções gás-contínuas permitem o crescimento de um filme fino na superfície de uma membrana nanoporous da alumina em uma forma da camada-por-camada. As reacções gás-contínuas Individuais são separadas pelas etapas da remoção, que envolvem a saturação com um gás inerte. Todas as superfícies do material revestido recebem um revestimento constituído da espessura idêntica desde que as superfícies são saturadas durante cada reacção. Devido a estes atributos originais, o depósito atômico da camada pode ser usado depositando revestimentos constituídos com espessuras precisas nas membranas nanoporous da alumina.

Em um estudo recente, os revestimentos photocatalytic do óxido titanium foram depositados nas membranas nanoporous da alumina por meio do depósito atômico da camada (Figura 1). Ellipsometry amostras da testemunha do Si (de 100) revelou que a taxa de crescimento atômica do depósito da camada para o óxido titanium era 0.86-1.0 Å/cycle. A espectroscopia de Raman e a difracção de Raio X do pó das membranas nanoporous óxido-revestidas da alumina do titânio demonstraram as características que correspondem à fase do anatase do óxido titanium.

Figura 1. micrografia de elétron da exploração da Plano-Vista de uma membrana nanoporous da alumina após o depósito de um revestimento constituído do óxido titanium por meio do depósito atômico da camada.

Duas bactérias patogénicos, Estafilococo - áureo e Escherichia Coli, foram usados para examinar a proliferação microbiana nas membranas nanoporous óxido-revestidas e sem revestimento do titânio da alumina. 20 membranas nanoporous óxido-revestidas titanium da alumina do tamanho do poro do nanômetro expor à luz ultravioleta demonstraram umas mais baixas taxas de Estafilococo - áureo e acessório de Escherichia Coli do que as membranas sem revestimento; estes resultados foram atribuídos à actividade photocatalytic associada com a interacção ultravioleta do óxido do luz-titânio.

Em um outro estudo recente, as membranas nanoporous da alumina foram revestidas inicialmente com a platina usando o depósito atômico da camada e revestido subseqüentemente com o 1 mercaptoundec-11-yl encantar (glicol de etileno) usando um processo do auto-conjunto. Nós avaliamos a adsorção das plaqueta, das proteínas, e dos outros componentes do plasma rico da plaqueta humana a PEGylated, membranas nanoporous platina-revestidas do sangue da alumina. Os poros do PEGylated, membrana nanoporous platina-revestida da alumina permaneceram pela maior parte livres de sujar da proteína; por outro lado, os poros da membrana nanoporous platina-revestida da alumina e da alumina nanoporous sem revestimento exibiram sujar do poro e agregação significativas da proteína.

Os resultados de nosso trabalho sugerem que o depósito atômico da camada possa ser usado para dar propriedades biológico-relevantes às membranas nanoporous assim como a outro da alumina matérias biológicos nanostructured. Camada Atômica as membranas nanoporous depósito-alteradas da alumina têm as aplicações médicas potenciais numerosas, incluindo o uso na entrega da droga e biosensing.


Referências

1. SP de Adiga, LA de Curtiss, Elam JW, Pellin MJ, Shih CENTÍMETRO CÚBICO, Shih CM, Lin SJ, SU JJ, Gittard SA, Zhang J, Narayan RJ, materiais de Nanoporous para os dispositivos biomedicáveis, JOM, 60: 26-32, 2008
2. Narayan RJ, NA de Monteiro-Riviere, Brigmon RL, Pellin MJ, Elam JW, depósito Atômico da camada de filmes2 finos de TiO em moldes nanoporous da alumina: Aplicações 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 aplicações médicas e biológicas, Fios Nanomedicine e Nanobiotecnologia, 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 JJ, Jin C, Zhang J, NA de Monteiro-Riviere, Elam JW, camada Atômica depósito-baseou o functionalization dos materiais para as aplicações da saúde médica e ambiental, Transacções Filosóficas da Sociedade Real A, 2010, na imprensa

Copyright AZoNano.com, Professor Roger J. Narayan (Universidade de North Carolina e de Universidade Estadual de North Carolina)

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

Last Update: 14. June 2013 01:48

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