藥物緩釋載體：新型碳納米鍋狀材料

材料牛注：日前，日本熊本大學的科研人員研制出一種新型鍋狀碳納米材料，其深度為其它已研備出的所有中空結構碳納米材料的數倍。這一特性使其能夠大量釋放空腔儲存的物質，在藥物釋放的應用上擁有廣闊前景。

圖中黃色標示顯示碳納米空腔材料由多層不同的石墨烯構成。插圖為白色虛線部分的放大，其中標出數值為平均層間距大小，箭頭所指的部分為外表層上的石墨烯。

碳元素質量輕，儲量大，鍵結合力強且環保，因此，碳材料將會在環保型社會中得到愈加廣泛的應用。最近，長寬高均控制在100nm以下的納米碳材料研制成功。這些材料擁有極限形狀，比如小顆粒、薄板狀和細纖維狀的物質，例如中空籠狀碳分子富勒烯、圓柱狀碳納米管以及單原子厚層碳分子石墨烯。

為什么需要這些微小碳材料呢？原因之一在于，當體積減小時，碳材料表面積隨之增加，與其他材料的接觸面積增大，物質反應速率加快。用納米材料取代現有物質可以使材料在不改變重量和體積的前提下，大幅增加表面積，也就相當于擴大了材料的尺寸，提高了其性能。

現今，日本熊本大學的助理教授橫井成功研制出一種具有更深孔深的容器狀碳納米材料。

黑色箭頭指示開口碳納米空腔的末位置。紅色的結構示意圖顯示的是接近材料末端且與石墨烯層邊緣鏈接的羥基基團。

研究人員運用自創的新合成方法來研制這種材料。該腔體材料結構復雜，底部、中部和頸部都有不同石墨烯層堆疊而成，外表面上的石墨烯層密度很大。由于性能獨特，橫井助教及其同事將這種材料命名為“碳納米鍋”。

這種碳納米鍋外徑為20 ~ 40 nm，內徑為5 ~ 30 nm，長100 ~ 200 nm。該材料的創新之處還在于將碳納米鍋與一長度為20 ~ 100 μm的碳納米纖維相連，即碳納米鍋材料也可用作為碳納米纖維。一段材料與另一段的連接呈頭尾相連的模式，無共用的石墨烯片層。因此，兩段材料的分離顯得尤為簡單。

助理教授橫井說：“詳細的表面分析結果顯示，碳納米鍋材料外表面的羥基成簇狀堆存，這將使本身疏水的石墨烯層呈現親水性。換句話說，碳納米鍋材料兼具親水和疏水的雙重特性。我們正在進行更為詳盡的表面分析來確定這一雙重特性的存在。”

由于這一新型碳納米鍋材料空孔深度大，故可用在藥物釋放系統以促進人體病患部位對藥物的吸收。

參考原文鏈接：Development of a novel carbon nanomaterial 'pot'

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