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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 unica struttura tubolare cava, 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.
Man mano che 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 pattern HNT, tra cui la concentrazione di HNT, la carica dei nanotubi, la temperatura di essiccazione, le dimensioni del rotore e il volume delle goccioline.
Oltre ai fattori fisici, la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia a luce polarizzante (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 maggiore concentrazione di HNT aumenta la rugosità superficiale e lo spessore del modello 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 che risponde alle cellule.
Nanoparticelle unidimensionali (1D) come nanofili, nanotubi, nanofibre, nanotubi 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 modifica selettiva.
A causa della biocompatibilità e della bassissima tossicità, 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 un basso costo, un'ampia disponibilità e una facile modifica chimica a base di silano.
La direzione di contatto si riferisce al fenomeno di influenzare l'orientamento delle cellule sulla base di modelli geometrici come nano/micro scanalature su un substrato.Con lo sviluppo dell'ingegneria dei tessuti, il fenomeno del controllo del contatto è diventato ampiamente utilizzato per influenzare la morfologia e l'organizzazione delle cellule.Tuttavia, il processo biologico del controllo dell'esposizione rimane poco chiaro.
Il presente lavoro dimostra un semplice processo di formazione della struttura dell'anello di crescita 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 al bordo del capillare.
Qui, la forza di taglio generata dal rotore magnetico rotante fa sì che l'HNT al bordo del capillare si depositi sulla superficie di scorrimento nella direzione corretta.Man mano che l'acqua evapora, la forza di contatto supera la forza di blocco, 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 un modello ad anello ad albero di HNT.
Inoltre, i risultati POM mostrano l'apparente birifrangenza della struttura anisotropica 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.Considerando che le cellule L929 hanno mostrato una distribuzione casuale su nanotubi di argilla sotto forma di anelli di crescita con 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 significativamente influenzata dalla concentrazione di HNT, dalla temperatura, dalla carica superficiale, dalle dimensioni del rotore e dal volume delle goccioline.Le concentrazioni di HNT dal 5 al 10% in peso hanno fornito 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 vaste aree.
Chen Yu, Wu F, He Yu, Feng Yu, Liu M (2022).Un modello di "anelli degli alberi" di nanotubi di halloysite assemblati mediante agitazione viene utilizzato per controllare l'allineamento cellulare.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 MSc e MD presso il Vellore Institute of Technology, India.in chimica organica e medicinale presso l'Università di Guanajuato, Messico.Il suo lavoro di ricerca riguarda lo sviluppo e la sintesi di molecole bioattive basate su eterocicli, e ha esperienza nella sintesi multi-step e multi-componente.Durante la sua ricerca di dottorato, ha lavorato alla sintesi di varie molecole peptidomimetiche legate e fuse basate su eterociclo che dovrebbero avere il potenziale per funzionalizzare ulteriormente l'attività biologica.Mentre scriveva dissertazioni e articoli di ricerca, ha esplorato la sua passione per la scrittura scientifica e la comunicazione.
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 cresciuti come 'anelli annuali' con un metodo semplice".AZonano.19 ottobre 2022 .19 ottobre 2022 .
Cavità, Buffner."Nanotubi di halloysite cresciuti come 'anelli annuali' con un metodo semplice".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.(A partire dal 19 ottobre 2022).
Cavità, Buffner.2022. Nanotubi di Halloysite cresciuti in "anelli annuali" con un metodo semplice.AZoNano, consultato il 19 ottobre 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
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