12.04.2012 r.
Nanomateriały polimerowe wykazują odporność na ścieranie i właściwości ślizgowe, znajdując zastosowanie jako bezsmarowe elementy maszyn.
Nanokrystaliczne układy warstwowe mogą mieć zastosowanie jako materiały gradientowe w układach elektronicznych lub jako materiały o gigantycznym i tunelowym magnetooporze.
Implanty z biomateriałów metalicznych, węglowych i tlenkowych zwiększają wytrzymałość protez i ich bioaktywność .
MATERIAŁY GRADIENTOWE
-Tworzywa gradientowe to materiały, w których wzdłuż co najmniej jednego określonego kierunku uzyskano ciągłą zmianę właściwości użytkowych lub konstrukcyjnych w wybranym procesie technologicznym
-materiały te znane sa od wielu stuleci, ich obecna nazwa pojawiła się niedawno
-w połowie lat 80 XX wieku poszukiwano w Japonii tworzywa mogącego stanowić poszycie konstrukcji kosmicznych i lotniczych -najważniejszym warunkiem – redukcja naprężeń cieplnych
METODY FORMOWANIA TWORZYW GRADIENTOWYCH
Natryskiwanie plazmowe – proces polega na wykorzystaniu zjawiska ruchu naładowanych cząstek fazy rozproszonej układu koloidalnego, znajdującego się w polu elektrycznym, względem fazy rozpraszającej
Nakładanie laserowe – technika spiekania laserowego połączona ze zintegrowanym systemem dozowania proszków
Osadzanie elektroforetyczne - proces polega na wykorzystaniu zjawiska ruchu naładowanych cząstek fazy rozproszonej układu koloidalnego, znajdującego się w polu elektrycznym, względem fazy rozpraszającej
Osadzanie sedymentacyjne – podczas osadzania mieszanin proszków w kolumnie sedymentacyjnej, proszki te poruszają się w różną prędkością; głównymi parametrami kontrolującymi proces są właściwości proszków (gęstość, kształt ziaren i ich rozmiar), jak też właściwości cieczy (gęstość, lepkość, zwilżalność proszków)
Prasowanie proszków – poprzez prasowanie na gorąco lub poprzez prasowanie na zimno połączone ze spiekaniem swobodnym; można realizować dwoma sposobami: proszki mogą być zasypywane ręcznie lub automatycznie
ZASTOSOWANE TWORZYW GRADIENTOWYCH
-biomateriały
-ceramika z gradientem porowatości, zaprojektowana na wzór żywej tkanki kostnej może służyć do wytwarzania implantów ortopedycznych w chirurgii kostnej
-w przemyśle maszynowym: tworzywa gradientowe mogą odgrywać znaczącą rolę (np. technologia wytwarzania kół zębatych)
-biosensory:
W oparciu o koncepcję tworzyw gradientowych powstał pomysl budowy segmentowych półprzewodników sensorów ciepła
Czujnik taki zbudowany jest z kilku modułów różniących się zależnościami temperaturowo-przewodnikowymi
Aktualnie prowadzone tematy badawcze:
-badanie struktur czerwonych ciałek krwi, samoorganizacja układów organicznych
-manipulacje pojedynczymi atomami
WPROWADZENIE DO ORGANIZMU LUDZKIEGO NANOCZĄSTEK ZŁOTA
-nanocząstki złota można rozpuścić w wodzie lub innych cieczach poprzez pokrycie powierzchni złotych drobinek różnorodnymi triolami. Taka modyfikacja pozwala na bezproblemowe wprowadzenie do organizmu nanocząstek złota o różnym, w tym leczniczym, przeznaczeniu
- nanocząstki złota, czyli drobinki o wielkości miliardowych części metra, stanowią doskonały material, za pomocą którego można wprowadzać do organizmu różnego rodzaju subts.chem.
-fragment hydrofobowy łańcucha triolowego wykorzystywany jest do przyłączania do nanocząstek zw.organicznych (np.leków), które mają zostać wprowadzone do żywej komórki, a które z racji właściwości hydrofobowych miałyby trudności z wniknięciem
-w zależności od zastosowanych trioli można zmieniac charakter powierzchni nanocząstek złota, dzięki czemu możliwe jest rozpuszczenie ich w różnych cieczach
NANOCZĄSTKI ZŁOTA
-triole to związki chemiczne zawierające w swej strukturze grupę –SH, która samoczynnie bardzo silnie wiąże się z powierzchnią złota
-opracowana metoda pozwala na wprowadzenie do organizmu wraz z nanocząstami złota przeciwutleniaczy stosowanych w różnego rodzaju zabiegach kosmetycznych
- gdy nanocząstki złota o średnicy 2nm, pokryte monomolekularną warstwą glikolu tetraetylowego (TEG) miały w wodnym środowisku kontakt przez 24 h z ujemnie naładowanym białkiem, które w normalnych warunkach przyjmuje nieuporządkowaną strukturę, powodowały zmianę struktury biała w alfa helisę
-biokompatybilność modyfikowanych nanocząstek złota pozwala na wykorzystanie tego układu jako elementu różnego typu terapii opartej na interakcji białek
-białka o strukturze alfa helisy biorą udział w wielu kluczowych etapach szlaków metabolicznych, w tym również związanych z pojawianiem się tak groźnych chorób u ludzi, jak np. choroby nowotworowe
Nanocząstki złota połączone z lekami przeciwnowotworowymi, których antynowotworowe działanie stymulowane jest światłem, skutecznie niszczą komórki rakowe.
Niszczenie komórek rakowych za pomocą terapii PDT (Photodynamic therapy) – z wykorzystaniem ftalocjaniny polega na dostarczeniu do chorych komórek leku aktywowanego światłem oraz jego aktywacji, by produkował zabójczy dla komórek tlen singletowy (bardzo reaktywna i niebezpieczna nietrwała odmiana tlenu)
Badania nad nową metodą wykorzystującą najnowsze osiągnięcia nanotechnologii do walki z nowotworami prowadzone są w wielu laboratoriach na świecie.
Nowa metoda: za pomocą kompleksów nanocząstek złota połączonych z tradycyjnymi lekami zabijającymi komórki zrakowaciałe (University of East Anglia w Norwich)
NANOKOLOIDY
-materiał rozbity na niewyobrażalnie małe cząstki zawierające po ok.500 at. Każda, rozproszone w wodzie
-są tak małe, że można je zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym: 10 razy mniejsze od najmniejszych wirusów, 200 razy mniejsze od najmniejszej baterii
Właściwości:
-mają unikalną strukturę
-są odporne na światło (nie zmieniają barwy)
-są neutralne chemicznie, nie zawierają zanieczyszczeń
-są niezwykle aktywne biobójczo już przy bardzo małych stężeniach
-najważniejsze: są w pełni bezpieczne dla ludzi i zwierząt