Los nanopots de carbono están hechos de varias estructuras de capas de grafeno laminadas diferentes, según lo etiquetado por el texto amarillo. La imagen ampliada (recuadro) revela el área indicada por la línea discontinua en la imagen principal. El valor numérico en el recuadro es el valor medio del espaciado de capas, y las flechas indican los bordes de grafeno expuestos en la superficie exterior del cuerpo. Crédito: Revista de investigación de materiales 31 ((1):117-126, 14 de enero de 2016, doi:10.1557 / jmr.2015.389. Copyright:Sociedad de Investigación de Materiales
Una novela, en forma de olla, nanomaterial de carbono desarrollado por investigadores de la Universidad de Kumamoto, Japón es varias veces más profundo que cualquier nanoestructura de carbono hueco producida anteriormente. Esta característica única permite que el material libere gradualmente las sustancias contenidas en su interior y se espera que sea beneficioso en aplicaciones como los sistemas de administración de fármacos.
El carbono es un elemento ligero, abundante, tiene una fuerte fuerza vinculante, y ecológico. Se espera que la gama de materiales a base de carbono se generalice más en la sociedad ecológica del futuro. Recientemente, Los materiales de carbono nanométricos (una mil millonésima parte de un metro) se han desarrollado con longitudes, anchos, o alturas por debajo de 100 nm. Estos materiales adoptan formas extremas, como sustancias de grano diminuto, sustancias en forma de láminas delgadas, y sustancias fibrosas delgadas. Ejemplo de estos nuevos materiales son los fullerenos, que son moléculas de carbono huecas en forma de jaula; nanotubos de carbon, nanoestructuras cilíndricas de moléculas de carbono; y grafeno, láminas de un átomo de espesor de moléculas de carbono.
¿Por qué se necesitan estas pequeñas sustancias? Una razón es que las reacciones con otros materiales pueden ser mucho mayores si una sustancia tiene un área de superficie aumentada. Cuando se utilizan nanomateriales en lugar de materiales existentes, es posible cambiar significativamente el área de la superficie sin cambiar el peso y el volumen, mejorando así tanto el tamaño como el rendimiento. El desarrollo de nanomateriales de carbono ha proporcionado nuevos materiales nanoestructurados con formas y características que superan a los materiales existentes.
Ahora, La investigación del laboratorio del profesor asociado Yokoi de la Universidad de Kumamoto ha dado como resultado el desarrollo exitoso de un nanomaterial de carbono tipo contenedor con un orificio mucho más profundo que el que se encuentra en materiales similares. Para crear el nuevo material, los investigadores utilizaron los suyos, método de síntesis de material desarrollado recientemente. El nanomaterial en forma de contenedor tiene una forma compleja que consta de varias capas de grafeno apilado en la parte inferior, el cuerpo, y las zonas del cuello del recipiente, y se encontró que los bordes de grafeno a lo largo de la superficie exterior del cuerpo eran muy densos. Debido a estas características innovadoras, El profesor asociado Yokoi y sus colegas llamaron al material el "nanopot de carbono".
La flecha negra indica el final de la apertura del nanopot de carbono. También se indica un esquema estructural de la nanopotencia de carbono que muestra grupos hidroxilo unidos a los bordes de las capas de grafeno cerca del extremo cerrado de la nanopotencia (no a escala). Crédito: Revista de investigación de materiales , 31 ((1):117-126, 14 de enero de 2016, doi:10.1557 / jmr.2015.389. Copyright:Sociedad de Investigación de Materiales
El nanopot de carbono tiene un diámetro exterior de 20 ~ 40 nm, un diámetro interior de 5 ~ 30 nm, y una longitud de 100 ~ 200 nm. Durante su creación, el nanopot de carbono está unido a una nanofibra de carbono con una longitud de 20 ~ 100 μm, lo que significa que el nanopot de carbono también está disponible como nanofibra de carbono. En la unión entre nanopots, la parte inferior de una maceta simplemente se asienta en la abertura de la siguiente sin compartir una conexión de hoja de grafeno. Como consecuencia, separar nanopots es muy fácil.
"A partir de un análisis de superficie detallado, Se encontraron grupos hidroxilo hidrófilos agrupados a lo largo de la superficie exterior del cuerpo de la nanopotencia de carbono, ", dijo el profesor asociado Yokoi." Sin embargo, el grafeno suele ser hidrófobo, si los grupos hidroxilo están densamente empaquetados en la superficie exterior del cuerpo, esa área será hidrófila. En otras palabras, Los nanopots de carbono podrían ser un nanomaterial único con características hidrofóbicas e hidrofílicas. Actualmente estamos en el proceso de realizar un análisis de superficie más sofisticado para obtener esa seguridad ".
Dado que esta nueva nanopotencia de carbono tiene un orificio relativamente profundo, Uno de sus usos esperados es mejorar los sistemas de administración de medicamentos al actuar como una nueva base para que el medicamento sea transportado y absorbido por el cuerpo.
Este hallazgo se publicó como un artículo destacado invitado en el Revista de investigación de materiales , el 13 de enero, 2016. Además, el documento fue elegido como un artículo científico clave en Avances en ingeniería (AIE) el 9 de julio, 2016.
