Udvikling af en ny carbon nanomaterialekande

En novelle, grydeformet, carbon nanomateriale udviklet af forskere fra Kumamoto University, Japan er flere gange dybere end nogen hule carbon nanostruktur, der tidligere er produceret. Denne unikke egenskab gør det muligt for materialet gradvist at frigive stoffer indeholdt i og forventes at være gavnligt i applikationer såsom lægemiddelleveringssystemer.

Kulstof er et element, der er let, rigelig, har en stærk bindende kraft, og miljøvenlig. Sortimentet af kulstofbaserede materialer forventes at blive mere udbredt i fremtidens miljøvenlige samfund. For nylig, nanoserede (en milliarddel af en meter) kulstofmaterialer er blevet udviklet med længder, bredder, eller højder under 100 nm. Disse materialer antager ekstreme former, såsom bittesmå kerner, tynde arklignende stoffer, og slanke fibrøse stoffer. Eksempel på disse nye materialer er fullerener, som er hule burlignende kulstofmolekyler; kulstof nanorør, cylindriske nanostrukturer af kulstofmolekyler; og grafen, et-atom tykke lag af kulstofmolekyler.

Hvorfor er disse små stoffer nødvendige? En grund er, at reaktioner med andre materialer kan være meget større, hvis et stof har et øget overfladeareal. Når du bruger nanomaterialer i stedet for eksisterende materialer, det er muligt at ændre overfladeareal betydeligt uden at ændre vægt og volumen, derved forbedrer både størrelse og ydeevne. Udviklingen af ​​carbon nanomaterialer har givet nye nanostrukturerede materialer former og egenskaber, der overgår eksisterende materialer.

Nu, forskning fra laboratoriet ved Kumamoto Universitets Associate Prof. For at skabe det nye materiale, forskere brugte deres egne, nyudviklet metode til materialesyntese. Det beholderformede nanomateriale har en kompleks form bestående af varierede lag af stablet grafen i bunden, kroppen, og beholderens halsområder, og grafenkanterne langs kroppens ydre overflade viste sig at være meget tætte. På grund af disse innovative funktioner, Lektor Prof. Yokoi og kolleger kaldte materialet "carbon nanopot".

Carbon nanopotten har en ydre diameter på 20 ~ 40 nm, en indre diameter på 5 ~ 30 nm, og en længde på 100 ~ 200 nm. Under dets oprettelse, carbon nanopot er knyttet til en carbon nanofiber med en længde på 20 ~ 100 μm, hvilket betyder, at carbon nanopot også fås som carbon nanofiber. I krydset mellem nanopotter, bunden af ​​en gryde sidder simpelthen på åbningen af ​​den næste uden at dele en grafenarkforbindelse. Følgelig, adskillelse af nanopotter er meget let.

"Fra en detaljeret overfladeanalyse, hydrofile hydroxylgrupper blev fundet samlet langs den ydre overflade af carbon nanopotlegemet, "sagde lektor Prof. Yokoi." Graphen er imidlertid normalt hydrofob, hvis hydroxylgrupper er tæt pakket på den ydre overflade af kroppen, dette område vil være hydrofilt. Med andre ord, carbon nanopotter kunne være et unikt nanomateriale med både hydrofobe og hydrofile egenskaber. Vi er i øjeblikket i gang med at udføre en mere sofistikeret overfladeanalyse for at få den sikkerhed. "

Da denne nye carbon nanopot har en relativt dyb åbning, en af ​​dens forventede anvendelser er at forbedre lægemiddeltilførselssystemer ved at fungere som et nyt fundament for medicin, der skal transporteres ind i og absorberes af kroppen.

Dette fund blev udgivet som et inviteret kronblad i Journal of Materials Research , den 13. januar, 2016. Derudover papiret blev valgt som en videnskabelig nøgleartikel i Fremskridt inden for teknik (AIE) den 9. juli, 2016.