碳纳米管的生物医学应用

摘要:碳纳米管的发现以及其优异的物理化学性能,使得它在生物和医学领域的具有很大的应用潜力。碳纳米管是碳纳米结构的同素异形体,长度与直径之比大于1,000,000甚至更大。这些圆柱形的碳分子使它们在许多应用纳米技术可能有新的性能,其独特的表面面积,刚度,强度和弹性,导致在制药领域是研究热门。

关键词:驰飞超声波;超声波纳米制备装置;碳纳米管


以碳纳米管为载体的药物为治疗癌症提供了很大的希望,碳纳米管的功能化可产生新的化学和生物应用。这种药物有许多优点,主要提高了安全性和有针对性的提供药品,提高生物利用度,延长药物或基因药物对组织的作用、提高化学药物治疗稳定性、酶降解药物的效率等。与其他材料,如聚合物,碳纳米管的兼容性,也可望提高。此外,一旦功能化,碳纳米管可作为溶剂,他们的性质值得进行研究。许多功能化碳纳米管在材料科学和技术,包括光电领域有有效的应用。碳纳米管在药物化学还发挥了重要作用。他们已被使用在药物支架和疫苗基板,碳纳米管的官能基与生物活性特别适合用于靶向给药。

然而,碳纳米管的制备还不是一个完善的领域,碳纳米管的制备方法主要有电弧法、激光蒸发法和化学气相沉积法,但这些方法的制备工艺条件较难控制, 产品质量和产量都相对较低,制备成本偏高,其工业化生产还需探索。

驰飞超声波在研究传统制备方法的同时,积极探索新的碳纳米管的制备技术,将超声波引入其中,研制的超声波纳米制备装置,此设备的反应过程易于控制反应温度相对较低,产品纯度较高,成本低,产量高,适用性强,十分适用于碳纳米管工业化的制备。超声波纳米制备装置是通过在液体内施加超声场,当超声强度足够大时,会使液体中产生成群的气泡,每个气泡都是一个热点 ,它们同时受到强超声的作用,在经过超声的稀疏相和压缩相时,气泡生长、收缩、再生长、再收缩,经多次周期性振荡,最终以高速度崩裂。在周期性振荡或崩裂过程中,会产生2760摄氏度以上的高温和大约5.05*108Pa的高压,温度变化率高达543.3摄氏度,并伴生强烈的冲击波和高达400km/h的微射流,微射流会在界面之间形成强烈的机械搅拌效应,该效应可以突破层流边界层的限制,强化界面间的化学反应过程和传递过程,从而促进分解的碳原子在催化剂颗粒上析出,形成碳纳米管。

纳米材料的研究已在世界范围内普遍开展起来,超声技术所引发的特殊物理、化学环境已为科学家们制备纳米材料提供了重要的帮助。目前,驰飞超声波已经应用超声波纳米制备装置得到具有特殊性能的各种形式的纳米结构材料(如纳米结构金属、合金、碳化物和硫化物、纳米胶体和纳米结构催化剂等),驰飞超声波提出加强这个领域的研究与开发,正是今后纳米材料制备发展的必然趋势。