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埃洛石粘土纳米管具有应用前景

 


一项对高岭土粘土管的新研究表明他们作为一种安全的天然生物相容纳米材料的潜力,他们储量丰富并容易获得,因此可以实现大规模生产,而且确实对环境没有危害。已知复合的有机-无机高岭土纳米管具有优于碳或金属氧化物纳米管的特点,并能以可控的方式储存和释放功能剂如抗氧化剂、防腐剂、阻燃剂、药物或蛋白质,这在药物交付、抗菌材料、自愈聚合物复合材料,以及在再生医学等方面具有广泛的应用前景。

在一个发表于《先进材料》的新研究中[Lvov et al. Adv. Mater. (2015) DOI: 10.1002/adma.201502341],来自鞑靼斯坦共和国喀山联邦大学和北京化工大学的研究团队,成为天然粘土纳米复合材料领域的先锋,他们展示了纳米管如何在块体聚合物中形成一种陶瓷“骨架”,改善复合材料的强度以及粘接性的。这些骨架可装载活性化合物,为聚合物提供额外的功能,就像真实的骨头中装载骨髓。

高岭土粘土纳米管的内径为10-20纳米,外径为40-70纳米,长度为500-1500纳米,内部由Al2O3构成,而外部主要是SiO2。埃洛石的内腔可通过蚀刻控制在管体积的20-30%,其作为一个纳米容器可用于化学药剂的装载和持续释放。埃洛石管可以包住酶,以提供更长的储存、更高的温度和更多的功能,并且管的开口还允许小物体分子递送进管内部进行生物催化。

该团队首先注意到制定具有防污性能的新油漆复合材料,以防止贝壳和其他海洋微生物附着到船身上,这会降低船速。由于杀菌剂会被洗掉,他们将其包封在粘土纳米管并添加到涂料中,以提供非常缓慢和持续的释放。这一突破引发了智能功能性纳米复合材料的概念,将掺杂4-5%的载有化学抑制剂的粘土纳米管。

一个问题是埃洛石粘土管是不可生物降解的,因为在体内没有能降解它们的生物学机制。虽然他们也不能静脉注射,但它们用于外部医学治疗主要基于封装药物的缓释提供了很大希望,因此现在该团队打算挖掘生物复合材料在这方面的潜力。

新材料在线编译整理——翻译:王晶晶      校正:摩天轮