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Los nanotubos de halloysita (HNT) son nanotubos de arcilla naturales que se pueden utilizar en materiales avanzados debido a su estructura tubular hueca única, su biodegradabilidad y sus propiedades mecánicas y superficiales.Sin embargo, la alineación de estos nanotubos de arcilla es difícil debido a la falta de métodos directos.
​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​.Crédito de la imagen: captureandcompose/Shutterstock.com
En este sentido, un artículo publicado en la revista ACS Applied Nanomaterials propone una estrategia eficiente para fabricar estructuras HNT ordenadas.Al secar sus dispersiones acuosas utilizando un rotor magnético, se alinearon nanotubos de arcilla sobre un sustrato de vidrio.
A medida que el agua se evapora, la agitación de la dispersión acuosa de GNT crea fuerzas de corte en los nanotubos de arcilla, lo que hace que se alineen en forma de anillos de crecimiento.Se investigaron varios factores que afectan el patrón de HNT, incluida la concentración de HNT, la carga de los nanotubos, la temperatura de secado, el tamaño del rotor y el volumen de las gotas.
Además de los factores físicos, se han utilizado microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de luz polarizante (POM) para estudiar la morfología microscópica y la birrefringencia de los anillos de madera HNT.
Los resultados muestran que cuando la concentración de HNT excede el 5% en peso, los nanotubos de arcilla logran una alineación perfecta y una concentración más alta de HNT aumenta la rugosidad de la superficie y el espesor del patrón de HNT.
Además, el patrón HNT promovió la unión y proliferación de células de fibroblastos de ratón (L929), que se observó que crecían a lo largo de la alineación de los nanotubos de arcilla según un mecanismo impulsado por contacto.Por lo tanto, el método actual simple y rápido para alinear HNT sobre sustratos sólidos tiene el potencial de desarrollar una matriz que responda a las células.
Nanopartículas unidimensionales (1D) como nanocables, nanotubos, nanofibras, nanobarras y nanocintas debido a sus excelentes propiedades mecánicas, electrónicas, ópticas, térmicas, biológicas y magnéticas.
Los nanotubos de halloysita (HNT) son nanotubos de arcilla natural con un diámetro exterior de 50 a 70 nanómetros y una cavidad interior de 10 a 15 nanómetros con la fórmula Al2Si2O5(OH)4·nH2O.Una de las características únicas de estos nanotubos es una composición química interna/externa diferente (óxido de aluminio, Al2O3/dióxido de silicio, SiO2), que permite su modificación selectiva.
Debido a su biocompatibilidad y toxicidad muy baja, estos nanotubos de arcilla se pueden utilizar en aplicaciones biomédicas, cosméticas y de cuidado animal porque los nanotubos de arcilla tienen una nanoseguridad excelente en diversos cultivos celulares.Estos nanotubos de arcilla tienen las ventajas de un bajo costo, una amplia disponibilidad y una fácil modificación química a base de silano.
La dirección de contacto se refiere al fenómeno de influir en la orientación de las células basándose en patrones geométricos como nano/micro ranuras en un sustrato.Con el desarrollo de la ingeniería de tejidos, el fenómeno del control de contacto se ha utilizado ampliamente para influir en la morfología y organización de las células.Sin embargo, el proceso biológico de control de la exposición sigue sin estar claro.
El presente trabajo demuestra un proceso simple de formación de la estructura del anillo de crecimiento HNT.En este proceso, después de aplicar una gota de dispersión de HNT a un portaobjetos de vidrio redondo, la gota de HNT se comprime entre dos superficies en contacto (el portaobjetos y el rotor magnético) para convertirse en una dispersión que pasa a través del capilar.La acción se preserva y facilita.Evaporación de más disolvente en el borde del capilar.
Aquí, la fuerza cortante generada por el rotor magnético giratorio hace que el HNT en el borde del capilar se deposite sobre la superficie deslizante en la dirección correcta.A medida que el agua se evapora, la fuerza de contacto excede la fuerza de fijación, empujando la línea de contacto hacia el centro.Por lo tanto, bajo el efecto sinérgico de la fuerza de corte y la fuerza capilar, después de la evaporación completa del agua, se forma un patrón de anillos de árbol de HNT.
Además, los resultados de POM muestran la aparente birrefringencia de la estructura anisotrópica de HNT, que las imágenes SEM atribuyen a la alineación paralela de los nanotubos de arcilla.
Además, se evaluaron células L929 cultivadas en nanotubos de arcilla de anillo anual con diferentes concentraciones de HNT basándose en un mecanismo impulsado por contacto.Mientras que las células L929 mostraron una distribución aleatoria en nanotubos de arcilla en forma de anillos de crecimiento con 0,5% en peso de HNT.En las estructuras de nanotubos de arcilla con una concentración de NTG de 5 y 10% en peso, se encuentran células alargadas a lo largo de la dirección de los nanotubos de arcilla.
En conclusión, se fabricaron diseños de anillos de crecimiento HNT a macroescala utilizando una técnica innovadora y rentable para organizar las nanopartículas de manera ordenada.La formación de la estructura de los nanotubos de arcilla se ve significativamente afectada por la concentración de HNT, la temperatura, la carga superficial, el tamaño del rotor y el volumen de las gotas.Las concentraciones de HNT del 5 al 10% en peso dieron conjuntos de nanotubos de arcilla altamente ordenados, mientras que al 5% en peso estos conjuntos mostraron birrefringencia con colores brillantes.
La alineación de los nanotubos de arcilla a lo largo de la dirección de la fuerza de corte se confirmó mediante imágenes SEM.Con un aumento en la concentración de NTT, aumentan el espesor y la rugosidad del recubrimiento de NTG.Por tanto, el presente trabajo propone un método sencillo para construir estructuras a partir de nanopartículas en grandes áreas.
Chen Yu, Wu F, He Yu, Feng Yu, Liu M (2022).Para controlar la alineación celular se utiliza un patrón de "anillos de árbol" de nanotubos de halloysita ensamblados mediante agitación.Nanomateriales aplicados ACS.https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsanm.2c03255
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Bhavna Kaveti es una escritora científica de Hyderabad, India.Tiene una maestría y un doctorado en medicina del Instituto de Tecnología Vellore, India.en química orgánica y medicinal de la Universidad de Guanajuato, México.Su trabajo de investigación está relacionado con el desarrollo y síntesis de moléculas bioactivas basadas en heterociclos, y tiene experiencia en síntesis multipaso y multicomponente.Durante su investigación doctoral, trabajó en la síntesis de varias moléculas peptidomiméticas fusionadas y unidas basadas en heterociclos que se espera que tengan el potencial de funcionalizar aún más la actividad biológica.Mientras escribía disertaciones y artículos de investigación, exploró su pasión por la escritura y la comunicación científica.
Cavidad, Buffner.(28 de septiembre de 2022).Los nanotubos de halloysita se cultivan en forma de "anillos anuales" mediante un método sencillo.AZonano.Recuperado el 19 de octubre de 2022 de https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
Cavidad, Buffner."Nanotubos de halloysita cultivados como 'anillos anuales' mediante un método sencillo".AZonano.19 de octubre de 2022.19 de octubre de 2022.
Cavidad, Buffner."Nanotubos de halloysita cultivados como 'anillos anuales' mediante un método sencillo".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.(Al 19 de octubre de 2022).
Cavidad, Buffner.2022. Nanotubos de halloysita cultivados en “anillos anuales” mediante un método sencillo.AZoNano, consultado el 19 de octubre de 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
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