用纳米颗粒驱动纳米技术革命欧洲杯猜球平台

许多人和组织认为纳米技术成为下一个技术革命,有可能大大改变现代世界。

迄今为止的发展可能无法满足这些预期,但大学,行业和全球政府的大量投资目前每年超过90亿美元,并继续发展。1仅在2001年至2019年间单独的美国政府投资270亿美元。2

根据所使用的来源和定义,全球纳米技术市场估计每年达到10美元至500亿美元。3、4

纳米技术的应用是多种多样的,尽管其中许多都涉及在原子尺度上操纵物质。美国国家纳米技术计划2将纳米技术定义为物质的操纵,从而至少一个尺寸在1到100纳米(Nm)之间。

纳米颗粒欧洲杯猜球平台仍然是工业产品和研究的关键焦点,理解为纳米技术的技术范围大大拓宽,现在包括微电子和微电子系统(MEMS)等领域。

本文有助于定义纳米颗粒,概述其许多应用并探索其物理特征中使用的分析技欧洲杯猜球平台术。

纳米粒子是什么?欧洲杯猜球平台

一系列政府机构和标准组织提出了一定的定义,这些定义是纳米粒子的定义。5,6,7,8,9,10这些包括:

“一个术语,参考衡量,操纵或结合材料和/或具有至少一个尺寸在约1和100纳米(Nm)之间的材料和/或特征的广泛技术。欧洲杯足球竞彩这些应用程序利用纳米级组件的批量/宏观系统不同的属性。“5.

欧洲联盟(欧盟)新兴和新鉴定的健康风险科学委员会(SCIVIHR)提供了更全面的定义11.这具体地解决了与纳米材料子集合的潜在毒理学问题。欧洲杯足球竞彩

纳米材料风险评估,分层方法欧洲杯足球竞彩

图1。纳米材料的风险评估,分级方法。欧洲杯足球竞彩11.图片来源:Entegris

图1显示了一个决策树,通常用于建立三个类别的材料和相关的风险评估根据规模。欧洲杯足球竞彩

一些国家使用的具体定义与其他被接受的文件略有不同。这些国家包括台湾、中国、澳大利亚、加拿大、法国、瑞士等。

美国食品和药物管理局(FDA)提供了一个行业指南文件12,涵盖纳米材料。欧洲杯足球竞彩在本文件中,FDA选择不提供纳米技术、纳米尺度、纳米材料或其他相关术语的严格监管定义。

相反,它概述了FDA在决定FDA调节产品是否涉及纳米技术应用时所用的流程。

其他条款

在最长到最短长度差异的情况下,偶尔使用术语纳米管,纳米棒,纳米纤维或纳米层板。术语“纳米结构材料”也可以用于纳米级表面或区域作为欧洲杯足球竞彩具有较大外部尺寸的材料的一部分的情况下。

分析方法

键纳米粒子物理参数包括形状,尺寸和表面性质(包括分散状态,电荷和结晶度)。在这些性质的定量中使用不同的分析技术阵列。

微观技术

显微镜仍然是最直接的尺寸和形状分析技术。一系列显微技术可用于纳米颗粒的研究;欧洲杯猜球平台例如:

  • 扫描电子显微镜(SEM)(图2)
  • 扫描隧道显微镜(STM)
  • 透射电子显微镜(TEM)
  • 原子力显微镜(AFM)

纳米颗粒的SEM图像欧洲杯猜球平台

图2。纳米颗粒的扫描电镜图像。欧洲杯猜球平台图片来源:Entegris

荧光纳米颗粒(量子点)。欧洲杯猜球平台

图3。荧光纳米颗粒(量子点)。欧洲杯猜球平台图片来源:Entegris

光散射技术

许多光散射方法也可用来测量粒子的大小。这些包括:

  • 小角中子散射(SANS)
  • 激光衍射
  • 小角度X射线
  • 动态光散射(DLS)

动态光散射(DLS)是最常用的光散射技术。DLS的基本原理涉及由颗粒的棕色运动触发的散射的时间特征 - 较小的颗粒将比较大的颗粒更快地扩散。欧洲杯猜球平台

图4显示了一个典型DLS系统的简化光学图。

DLS系统的光学图。

图4。DLS系统的光学图。图片来源:Entegris

光谱技术

利用粒子与电磁辐射之间的相互作用作为波长的函数来确定某些种类纳米粒子的大小和其他性质是可能的。欧洲杯猜球平台诸如此类的光谱技术可能包括:

  • 核磁共振(NMR)
  • 荧光(图3)
  • 紫外线 - 可见
  • 红外(IR)

在将该原始数据送入相关器之前,检测器将计数光子。然后使用测量的相关函数来确定扩散系数(D),然后使用众所周知的Stokes-Einstein方程来计算粒度:

D = kT/6π ŋR

在哪里:

  • D =扩散系数
  • r =粒子半径
  • k =玻尔兹曼常数
  • T =温度Kelvin
  • ŋ=溶剂的剪切粘度

其他技术

许多其他的粒子表征技术经常用于纳米颗粒的研究。欧洲杯猜球平台这些包括:

  • BET比表面积(SSA) - 用于计算平均粒度
  • 质谱(MS) - 用于确定颗粒质量
  • x射线衍射-用来确定晶体结构
  • 电泳光散射(ELS) - 用于确定粒子电荷

粒子电荷(zeta势)影响纳米粒子的稳定性,是分散的特定表面化学的函数。通过电泳光散射(ELS)测量Zeta电位。

电泳光散射(ELS)技术

图5。电泳光散射(ELS)技术。图片来源:Entegris

在测量粒子运动的速度和方向之前,通过将电场施加到样品来常见地完成这一点(图5)。

粒子的方向将表明它们是带正电荷还是带负电荷,欧洲杯猜球平台而它们的速度将表明电荷的大小。可以使用相分析、光散射(PALS)或频率分析来测量粒子速度。

PALS是一种更新和更敏感的方法,使其成为目前处理大多数样品的首选方法。

纳米粒子的例子和应用欧洲杯猜球平台

纳米粒子在欧洲杯猜球平台一系列产品中变得普遍,主要是由于它们具有与传统材料的独特性质和优势。欧洲杯足球竞彩

下面提供了一些结合纳米颗粒的例子,在许多情况下,这些应用将导致新产品具有改进和更理想的欧洲杯猜球平台性能。

来源:entegris.

汽车
轮胎
改善机械性能和磨损
聚合物 添加到聚合物中的纳米粘土改善强度和抗冲击性
食物
包装
粘土纳米薄片通过薄膜中等水分和气体
油漆和
涂料
医院和医疗设施的抗菌性质
火焰
延缓剂
用于塑料,取代可燃有机卤素,减少排放
电池 纳米颗粒的高表面积增加了储存能力欧洲杯猜球平台
陶瓷 具有聚合物的纳米颗欧洲杯猜球平台粒产生更多的弹性,可以添加电性能
二极管白色
涂覆灯泡以改变波长可以产生白光LED
防晒霜 Optisol取代了传统的防晒成分,消除了健康风险
药物 小尺寸的药物可以在体内循环,将有效载荷的药物传递到特定的区域、细胞、肿瘤和其他病变组织。可用于增强MRI和PET图像。通过吸入将药物输送到大脑对于治疗帕金森、阿尔茨海默症和多发性硬化症有很大的希望。

用于药物递欧洲杯猜球平台送的纳米粒子

纳米颗粒被用于药物输送是一个具有潜在突破性的新领域。欧洲杯猜球平台大量基于纳米颗粒的药物产品正在开发,以增强靶向性。

被动靶向法通过减小纳米颗粒的尺寸,并用一层涂层(如聚乙二醇(PEG))将其包裹起来,从而有可能增加循环时间。

一种主动靶向方法将改变纳米颗粒的表面,使其更好地寻找并粘附在身体的特定部位,例如,粘附在癌症肿瘤上,同时避免健康组织。

用于药物靶向和递送的表面改性纳米粒子

图6。用于药物靶向和递送的表面修饰纳米颗粒。13.图片来源:Entegris

可以在纳米颗粒表面添加细胞特异性配体,以便与互补受体特异性结合(图6)。

必须适当控制用于药物递送的纳米颗粒的尺寸。欧洲杯猜球平台这需要使用适当的分析方法来确保尺寸在所需的规格范围内。DLS仍然是这些类型应用的最常用的粒度尺寸技术。

液晶纳米粒子的DLS和SEM结果欧洲杯猜球平台

液晶纳米粒子的DLS和SEM结果欧洲杯猜球平台

图7。液晶纳米粒子的DLS和SEM结果。欧洲杯猜球平台14.图片来源:Entegris

图7显示了DLS和SEM结果14.用于一系列脂基液晶纳米粒子(LCNPs)。欧洲杯猜球平台这些自组装结构是通过高剪切能分散的非层状液晶基体到其水相。

在这个例子中,SEM和多模态DLS(左下图)都证实了较大(90 nm)和较小(25 nm)尺寸的种群的存在。

结论

创造,控制和有效利用纳米颗粒欧洲杯猜球平台是更广泛的纳米技术领域的重要组成部分。在工业和学术实验室的一系列用途中纳米颗粒的纳米颗粒进行了相当大的研究和开发。欧洲杯猜球平台

基于纳米颗粒的产品已经在许多行业获得,而用于药物递送的纳米颗粒提供了巨大的健康效益的潜力。欧洲杯猜球平台

参考文献

  1. 李俊,《纳米科学》,第1卷,第3期,2005:第263-266页
  2. 国家纳米技术倡议预算,可用www.nano.gov
  3. 成熟的纳米技术市场:产品和应用,NAN031G,2016年11月,BBC研究
  4. 全球纳米技术市场 - 行业趋势和预测到2025年,数据桥市场研究
  5. ASTM E2456-06(2012),与纳米技术有关的标准术语,www.astm.org
  6. ISO / TS 27687:2008,纳米技术 - 纳米物体 - 纳米粒子,纳米纤维和纳米板的术语和定义,www.iso.org.
  7. ISO/TS 80004- 4:10 2011,纳米技术-词汇-第4部分:纳米结构材料欧洲杯足球竞彩
  8. ISO / TS 80004-4:2011,纳米技术 - 词汇 - 第5部分:纳米/生物界面
  9. ISO/TS 80004-4:2011,纳米技术词汇——第7部分:医疗保健的诊断和治疗
  10. 国家纳米技术倡议战略计划,2014年2月;在线提供https://www.nano.gov/sites/default/files/pub_resource/2014_nni_strategic_plan.pdf
  11. 科学依据“纳米材料”一词,2012年3月,DOI:10.2772 / 39703,出版商:ED。欧盟出版物办公室,卢森堡,卢森堡,46页(2012年)
  12. 考虑fda监管产品是否涉及纳米技术应用的行业指南,2014,https://www.fda.gov/regulatoratory-information/search-fda-guidance-documents/considering-whether-fda-reguded-product-involves-application-nanotechnology
  13. 图形来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Nanop欧洲杯猜球平台articles_for_ drug_delivery_to_the_brain Graphic by Andrea Trementozzi -自己的工作, cc by-sa 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30082797
  14. 曾等人,脂基液晶纳米颗粒作为低水溶性药物的口服给药载体:细胞相互作用和体内吸收,国际纳米医学杂志2欧洲杯猜球平台012:7

该信息的来源、审查和改编来自于Entegris提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问Entegris。

引用

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  • 美国心理学协会

    Entegris。(2021年6月01日)。用纳米颗粒驱动纳米技术革命。欧洲杯猜球平台AZoM。从6月19日,2021年6月19日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20366中检索。

  • MLA.

    Entegris。“用纳米粒子驱动纳米技术革命”。欧洲杯猜球平台AZoM。2021年6月19日。

  • 芝加哥

    Entegris。“用纳米粒子驱动纳米技术革命”。欧洲杯猜球平台AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20366。(访问2021年6月19日)。

  • 哈佛大学

    Entegris。2021。用纳米颗粒驱动纳米技术革命欧洲杯猜球平台。Azom,浏览2021年6月19日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articleid=20366。

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