 Ученые Университета Кюсю в Японии говорят, что завернутые в полимеры углеродные нанотрубки являются весьма перспективными в биотехнологии и энергетических применениях.
Ученые впервые сообщили об углеродных нанотрубках в начале 1990-х годов. С тех пор эти крошечные цилиндры стали частью стремления уменьшить размер технологических устройств и их компонентов. Углеродные нанотрубки имеют впечатляющие свойства. Они в 100 раз прочнее стали, имея одну шестую ее веса. Их электрическая и тепловая проводимость в несколько раз лучше по сравнению с медью. И они не имеют почти никаких проблем, связанных с окружающей средой или физической деградацией, таких как тепловое сжатие, расширение или эрозия - общие проблемы для большинства металлов.
Углеродные нанотрубки имеют тенденцию к агрегации, образуя «сгустки» трубок. Чтобы использовать их выдающиеся свойства в приложениях, они должны быть рассеяны. Но они нерастворимы во многих жидкостях, что делает их дисперсию еще труднее.
Ученые Университета Кюсю в Японии разработали методику, «отшелушивающую» агрегированные комки углеродных нанотрубок и рассеивающую их в растворителях. Она включает в себя обертывание трубки в полимеры с использованием связи, которая не подразумевает обмен электронов. Технология называется нековалентным полимерным обертыванием. В то время как обмен электронов через ковалентное полимерное обертывание приводит к более стабильной связи, он также изменяет внутренние свойства углеродных нанотрубок. Нековалентное обертывание, таким образом, считается более качественным в большинстве случаев, так как оно вызывает минимальное повреждение трубок.
Ученые провели экспертизу по результатам исследований для анализа различных подходов к полимерной обертке, и обобщили приложения, в которых могут быть использованы полимерные углеродные нанотрубки.
Они обнаружили, что большое разнообразие полимеров может быть использовано для нековалентного обертывания углеродных нанотрубок. В последнее время было разработано множество полимерных диспергаторов, которые не только распыляют углеродные нанотрубки, но также добавляют новые функции для них. Эти полимерные диспергаторы в настоящее время широко используется во многих областях, в том числе в биотехнологии и энергетике.
Углеродные нанотрубки, которые обернуты биосовместимыми материалами, очень привлекательны в биомедицине из-за их невероятной способности передавать биологические барьеры без генерации иммунного ответа. Таким образом, существует высокий потенциал для полимерных нанотрубок в области доставки лекарственных средств.
Кроме того, упаковка углеродных нанотрубок в полимеры улучшает их фотоэлектрические функции в солнечных элементах, например, когда полимеры функционируют как пигменты для приема света.
Так как конструкция полимеров может быть легко адаптирована, ожидается, что функциональность завернутых в полимеры нанотрубок будет расширяться, и будут разработаны новые приложения, в которых они могут применяться.
|
