《混合有机-无机复合材料的近缘x射线吸收精细结构在暴露后的变化》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-07-05
  • 本文报道了近边缘x射线吸收精细结构(NEXAFS)光谱对有机-无机混合电阻的影响。这些材料是基于Si、Zr和Ti氧化物的非化学扩增系统,由有机改性的前驱物和溶胶-凝胶路线的过渡金属烷酸盐合成,设计用于紫外线、极端紫外线(EUV)和电子束光刻。实验采用扫描透射x射线显微镜(STXM),结合高空间分辨率显微镜和NEXAFS光谱学。吸收光谱在原位暴露前后靠近碳边缘(~290 eV)处采集,可以测量有机基团(分别为苯基或甲基丙烯酸甲酯)的光诱导降解,其降解程度取决于配体的结构。用链苯取代基合成的抗蚀剂的光诱导降解效率高于桥联苯基体系。甲基丙烯酸甲酯的降解是相对有效的,大约一半的初始配体在暴露后被分离。我们的数据显示,这种离解可以产生不同的结果,这取决于结构配置。虽然所有的有机基团都被要求从抵抗体中完全分离和分离,但仍有相当数量的有机基团残留下来,形成了不希望的副产物,如烯烃链。在材料合成和工程的框架中,通过具体的构建块,这些结果提供了对电阻光化学的更深入的了解,特别是对EUV光刻。

    ——文章发布于2018年7月4日

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  • 《pH依赖的有机-无机杂化纳米复合材料作为蛋白质药物的有效口服递送系统的开发》

    • 来源专题:新药创制
    • 编译者:杜慧
    • 发布时间:2019-11-01
    • 这项研究旨在开发一种对pH有响应性的有机-无机杂化纳米复合材料,作为蛋白质药物的有效口服给药系统。通过使用牛血清白蛋白(BSA)作为模型蛋白制备了三种不同的纳米复合材料。通过自发共组装获得了带有3-氨基丙基官能团的页硅酸镁-BSA(AC-BSA)纳米复合物,然后依次用乙二醇-壳聚糖(GAC-BSA)和pH敏感聚合物Eudragit®L100-55(EGAC -BSA)包埋。这些有机-无机杂化纳米复合材料表现出较高的包封率(86-99%),并通过能量色散X射线光谱、傅立叶变换红外光谱和圆二色性分析证实了其结构特征,表明BSA的二级结构良好保留在纳米复合材料中。在pH 1.2时,AC-BSA在2 h内实现了约80%的快速药物释放,而GAC-BSA和EGAC-BSA分别显示了30%和15%的缓慢药物释放,表明表面包覆的纳米复合材料更稳定在胃里。此外,在蛋白水解酶的存在下,包埋在EGAC-BSA中的BSA的构象稳定性得到了很好的保留,这表明EGAC-BSA应该有效地保护蛋白质抵抗胃肠道恶劣的环境。与游离的BSA相比,所有测试的纳米复合材料在Caco-2细胞中的细胞摄取均显示高2.1–3.8倍。此外,能量依赖的内吞作用和细胞旁途径有助于纳米颗粒的细胞转运。大鼠口服给药后,与游离BSA相比,EGAC-BSA显着增强了BSA的肠渗透性。总之,EGAC-BSA有望成为有效的口服递送系统,用于增强肠道蛋白质的吸收。
  • 《自组装的仿生复合材料具有不同寻常的电学性能》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-06-08
    • 有时候,违反规则并不是一件坏事。特别是当规则是明显的自然法则,适用于大块材料,但其他力量出现在纳米尺度。 工程科学和力学教授梅利克·德米雷尔(Melik Demirel)说:“大自然知道如何从原子的小尺度发展到更大的尺度。”德米雷尔是Lloyd and Dorothy Foehr Huck椅的仿生材料持有人。“工程师们使用混合规则来提高性能,但仅限于单一尺度。我们从来没有进入下一个层次的层次工程。关键的挑战是,从分子到体积,存在着不同尺度的明显力。” 根据定义,复合组件由多个组件组成。混合规则表明,尽管一种组分与另一种组分的比例可能不同,但复合材料的物理性质是有限制的。据德米雷尔说,他的团队已经突破了这个极限,至少在纳米尺度上是这样。 “如果你有一种导电聚合物复合材料,聚合物和金属化合物的数量受到混合物规则的限制,”德米雷尔说。这些规则支配着矩阵和填充词的一切。我们利用材料——生物聚合物和原子厚度的导电材料——让它们自行组装,并打破了混合物的规则。” 该团队的材料是由一种基于基因复制产生的串联重复蛋白质的仿生聚合物和导电碳化钛2D MXene组成的,后者是一种只有几个分子厚的金属层。这种层状复合材料可以自我组装,聚合物可以调节金属层之间的距离。通过串联重复序列蛋白质的基因工程——一种重复保守序列的生物聚合物——研究人员可以在不改变复合成分的情况下控制导电层的层间距离。研究人员的目标是利用合成生物学创造出能够前所未有地控制其物理特性的自我组装材料。 由于聚合物自组装成一个交联网络,微小区域的基质与填充材料的比例会打破混合规则,层状材料的电学特性也会发生变化。研究人员在最近一期的ACS Nano上报告了他们的工作结果。 这种仿生高分子金属复合材料在适当的体积混合物中既可弯曲又可导电。在微观尺度上,当结构对称性被打破时,电导率取决于方向。 德米雷尔说:“独特的是,现在你可以得到不同于平面外的平面内电导率。” 只要电流是沿着二维材料层的平面运动,电导率是线性的,但如果电流是直接穿过这些层,电导率就会变成非线性的。 德米雷尔说:“现在我们可以制造一种存储设备。“我们还可以制造二极管、开关、稳压器和其他电子设备。我们想要制造的材料具有设计所需的性能,用于建立新的功能,这是很难实现的,或以前无法实现的。”