Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. HRSEM изображение частиц разного размера
Рис. 2. ТEM изображение частиц разного размера
Рис. 3. Предполагаемый механизм формирования наночастиц
Рис. 4. Свечение клеток с наночастицами с флуоресцеиновой меткой:
а) конфокальная лазерная сканирующая микроскопия
b) светлопольное изображение
с) наложени6е изображений

И тут углерод

Ключевые слова:  углеродные материалы

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

28 октября 2010

Наночастицы с упорядоченными мезоструктурами привлекают ученых из-за интересных свойств, связанных с наличием мезоканалов и наноразмерных квантовых эффектов. Структура с открытым каркасом, большая площадь поверхности и высокая пористость, а также наноразмер делают мезопористые упорядоченные структуры весьма полезными для адсорбции, направленной доставки лекарств, клеточного транспорта, хранения энергии и катализа. Среди мезопористых наночастиц широко синтезируются силикаты, для которых хорошо известен контролируемый золь-гель процесс получения частиц одинакового размера. Мезопористые углеродные материалы, однако, имеют перед силикатными ряд преимуществ, таких, как электропроводность, химическая инертность, гидрофобность, позволяющие широко использовать их в наноконденсаторах, топливных элементах и литиевых батареях, а также гидрофобных носителей лекарственных средств. Они также, как и силикатные материалы, нетоксичны и биосовместимы, но все предложенные процессы получения мезопористых углеродных материалов, такие, как использование силикатных темплатов, слишком сложны и дорогостоящи, кроме того, использование силикатных темплатов ограничивает возможность варьирования дочерних углеродных структур.

Ученым из Шанхая удалось решить эту проблему, используя гидротермальный подход с низкой концентрацией для получения высокоупорядоченных объемоцентричных мезопористых углеродных сферических наночастиц, однородных по размеру. В качестве темплата был использован коммерчески доступный триблоксополимер Pluronic F127, а в качестве источника углерода – фенольный. Наночастицы получали в ходе контролируемого гидротермального синтеза при низкой концентрации (~10–7­­моль/л ПАВ). Простым изменением концентрации реагента размер сфер можно контролируемо менять с 20 до 140 нм. Наночастицы диаметром 20 нм были получены впервые.

На Рис. 1 показаны изображения HRSEM наночастицы разного размера, полученные предложенным методом. Частицы, полученные при соотношении фенол:вода 1:200, имеют размер 140 нм. Углеродные наносферы отделены друг от друга. Размер пор составляет примерно 3 нм, а их число превосходит 160. При уменьшении соотношения фенол:вода до 1:450 размер частиц падает до 20 нм, а число мезопор – до 4, то есть такой размер частиц – наименьших потенциально достижимый. ДанныеTEM (Рис. 2) подтверждают данные HRSEM. Сферы размером 140 нм отделены друг от друга, при этом при сокращении их размера до 20 нм они стремятся соединиться.

Схема предложенного механизма образования таких сфер представлена на Рис. 3. Сначала происходит образование мономицелл на основе фенольных частиц и трисополимера при низкой концентрации. При гидротермальном процессе при 130 ºС такие мономицеллы претерпевают дальнейшую сборку с образованием сферической частицы за счет кросс-линкинга. При этом внутри сферы происходит полимеризация фенольных частиц, что приводит к образованию композитной мезоструктуры. Чем меньше концентрация, тем меньше мономицелл объединяются вместе и тем меньшего размера получается сфера.

Клеточная проницаемость таких сфер изучалась с использованием флуоресцеиновой метки. После инкубирования в модифицированном растворе конфокальная лазерная сканирующая микроскопия показала заметную люминесценцию (Рис. 4), которая происходила из цитоплазмы, что доказывает, что наночастицы способны проникать в живую клетку. При этом выдерживание клеток в растворе даже в течение 24 часов показало, что в присутствие довольно высокой концентрации мезопористого материала (50 мкг/л) выживает более 90% клеток, что соответствует невысокой цитотоксичности.

Способность к абсорбции была исследована на примере ибупрофена и показала, что за небольшой промежуток времени абсорбция достигала 30 мг/г.

Таким образом, предложенный метод является простым и масштабируемым для контролируемого получения углеродных мезопористых наночастиц размером 20-140 нм, обладающих низкой цитотоксичностью и высокой абсорбционной способностью.


Источник: Ang. Chem. Int. Ed.



Комментарии


Только резол - это олигомер фенола и формальдегида. Это не просто фенол.
О, спасибо, буду иметь в виду.
В статье уж не буду исправлять, пусть люди читают комменты :)
Списибо за интересную информацию!
Жаль что мы не первые сделали. Только запускаем проект получения углеродных мезопористых материалов для суперконденсаторов.
Петров Геннадий Павлович, 02 ноября 2010 15:59 
Александр Викторович, мы во многом где первые,так что не надо унывать, надо гордится нашей наукой и нашими учёными
Спасибо, очень любопытная статья.
А у нас тоже есть чем гордиться: например мезопористые углерод-углеродные композиционные материалы для адсорбции и катализа. "Сибунит" и др. углеродные материалы, производимые в Омске (Институт проблем переработки углеводородов СО РАН). Так, углерод-углеродные гемосорбенты, используются долгие годы в медицине для детоксикации организма. На их основе создаются интересные модифицированные сорбенты для медицины и протеомики. Вот!
Трусов Л. А., 17 ноября 2010 23:46 
наверное, про это можно написать не только комментарий, но и полноценную заметку?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Применение магнитных жидкостей. Магнитная смазка.
Применение магнитных жидкостей. Магнитная смазка.

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.