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I nanotubi di Halloysite (HNT) sono nanotubi di argilla presenti in natura che possono essere utilizzati in materiali avanzati grazie alla loro struttura tubolare cava unica, alla biodegradabilità e alle proprietà meccaniche e superficiali.Tuttavia, l’allineamento di questi nanotubi di argilla è difficile a causa della mancanza di metodi diretti.
​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​.Credito immagine: captureandcompose/Shutterstock.com
A questo proposito, un articolo pubblicato sulla rivista ACS Applied Nanomaterials propone una strategia efficiente per fabbricare strutture HNT ordinate.Essiccando le loro dispersioni acquose utilizzando un rotore magnetico, i nanotubi di argilla sono stati allineati su un substrato di vetro.
Quando l'acqua evapora, l'agitazione della dispersione acquosa di GNT crea forze di taglio sui nanotubi di argilla, facendoli allineare sotto forma di anelli di crescita.Sono stati studiati vari fattori che influenzano il modello dell'HNT, tra cui la concentrazione dell'HNT, la carica dei nanotubi, la temperatura di essiccazione, la dimensione del rotore e il volume delle goccioline.
Oltre ai fattori fisici, la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia a luce polarizzata (POM) sono state utilizzate per studiare la morfologia microscopica e la birifrangenza degli anelli di legno HNT.
I risultati mostrano che quando la concentrazione di HNT supera il 5% in peso, i nanotubi di argilla raggiungono un perfetto allineamento e una concentrazione di HNT più elevata aumenta la ruvidità superficiale e lo spessore del modello di HNT.
Inoltre, il modello HNT ha promosso l'attaccamento e la proliferazione delle cellule di fibroblasti di topo (L929), che sono state osservate crescere lungo l'allineamento dei nanotubi di argilla secondo un meccanismo guidato dal contatto.Pertanto, l'attuale metodo semplice e rapido per allineare l'HNT su substrati solidi ha il potenziale per sviluppare una matrice sensibile alle cellule.
Nanoparticelle unidimensionali (1D) come nanofili, nanotubi, nanofibre, nanobarre e nanonastri grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche, elettroniche, ottiche, termiche, biologiche e magnetiche.
I nanotubi di Halloysite (HNT) sono nanotubi di argilla naturale con un diametro esterno di 50-70 nanometri e una cavità interna di 10-15 nanometri con la formula Al2Si2O5(OH)4·nH2O.Una delle caratteristiche uniche di questi nanotubi è una diversa composizione chimica interna/esterna (ossido di alluminio, Al2O3/biossido di silicio, SiO2), che ne consente la modificazione selettiva.
Grazie alla biocompatibilità e alla tossicità molto bassa, questi nanotubi di argilla possono essere utilizzati in applicazioni biomediche, cosmetiche e per la cura degli animali perché i nanotubi di argilla hanno un'eccellente nanosicurezza in varie colture cellulari.Questi nanotubi di argilla presentano i vantaggi di basso costo, ampia disponibilità e facile modifica chimica a base di silano.
La direzione di contatto si riferisce al fenomeno di influenzare l'orientamento delle cellule in base a modelli geometrici come nano/micro scanalature su un substrato.Con lo sviluppo dell’ingegneria tissutale, il fenomeno del controllo del contatto è diventato ampiamente utilizzato per influenzare la morfologia e l’organizzazione delle cellule.Tuttavia, il processo biologico di controllo dell’esposizione rimane poco chiaro.
Il presente lavoro dimostra un semplice processo di formazione della struttura dell'anello di crescita dell'HNT.In questo processo, dopo aver applicato una goccia di dispersione di HNT su un vetrino rotondo, la goccia di HNT viene compressa tra due superfici a contatto (il vetrino e il rotore magnetico) per diventare una dispersione che passa attraverso il capillare.L'azione è preservata e facilitata.evaporazione di più solvente sul bordo del capillare.
Qui, la forza di taglio generata dal rotore magnetico rotante fa sì che l'HNT sul bordo del capillare si depositi sulla superficie di scorrimento nella direzione corretta.Quando l'acqua evapora, la forza di contatto supera la forza di bloccaggio, spingendo la linea di contatto verso il centro.Pertanto, sotto l'effetto sinergico della forza di taglio e della forza capillare, dopo la completa evaporazione dell'acqua, si forma uno schema ad anelli di albero di HNT.
Inoltre, i risultati del POM mostrano l'apparente birifrangenza della struttura anisotropa dell'HNT, che le immagini SEM attribuiscono all'allineamento parallelo dei nanotubi di argilla.
Inoltre, le cellule L929 coltivate su nanotubi di argilla ad anello annuale con diverse concentrazioni di HNT sono state valutate sulla base di un meccanismo guidato dal contatto.Mentre le cellule L929 mostravano una distribuzione casuale su nanotubi di argilla sotto forma di anelli di crescita con lo 0,5% in peso di HNT.Nelle strutture dei nanotubi di argilla con una concentrazione di NTG del 5 e 10% in peso, si trovano cellule allungate lungo la direzione dei nanotubi di argilla.
In conclusione, i progetti di anelli di crescita HNT su macroscala sono stati fabbricati utilizzando una tecnica economica e innovativa per disporre le nanoparticelle in modo ordinato.La formazione della struttura dei nanotubi di argilla è influenzata in modo significativo dalla concentrazione di HNT, dalla temperatura, dalla carica superficiale, dalle dimensioni del rotore e dal volume delle goccioline.Concentrazioni di HNT dal 5 al 10% in peso hanno dato matrici altamente ordinate di nanotubi di argilla, mentre al 5% in peso queste matrici hanno mostrato birifrangenza con colori brillanti.
L'allineamento dei nanotubi di argilla lungo la direzione della forza di taglio è stato confermato utilizzando immagini SEM.Con un aumento della concentrazione di NTT, aumentano lo spessore e la rugosità del rivestimento NTG.Pertanto, il presente lavoro propone un metodo semplice per costruire strutture da nanoparticelle su ampie aree.
Chen Yu, Wu F, He Yu, Feng Yu, Liu M (2022).Per controllare l'allineamento cellulare viene utilizzato uno schema di "anelli degli alberi" di nanotubi di halloysite assemblati mediante agitazione.Nanomateriali applicati ACS.https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsanm.2c03255
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Bhavna Kaveti è una scrittrice scientifica di Hyderabad, in India.Ha conseguito un master e una laurea in medicina presso il Vellore Institute of Technology, India.in chimica organica e medicinale presso l'Università di Guanajuato, in Messico.Il suo lavoro di ricerca è legato allo sviluppo e alla sintesi di molecole bioattive basate su eterocicli e ha esperienza nella sintesi multifase e multicomponente.Durante la sua ricerca di dottorato, ha lavorato alla sintesi di varie molecole peptidomimetiche legate e fuse a base di eterocicli che si prevede abbiano il potenziale per funzionalizzare ulteriormente l'attività biologica.Mentre scriveva tesi di laurea e articoli di ricerca, ha esplorato la sua passione per la scrittura e la comunicazione scientifica.
Cavità, Buffner.(28 settembre 2022).I nanotubi di Halloysite vengono coltivati ​​sotto forma di “anelli annuali” con un metodo semplice.AZonano.Estratto il 19 ottobre 2022 da https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
Cavità, Buffner."Nanotubi di Halloysite coltivati ​​come 'anelli annuali' con un metodo semplice".AZonano.19 ottobre 2022 .19 ottobre 2022 .
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Cavità, Buffner.2022. Nanotubi di Halloysite coltivati ​​in “anelli annuali” con un metodo semplice.AZoNano, accesso il 19 ottobre 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
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