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Aug 24, 2023

Kohlenstoff

5. Juni 2023 Dieser Artikel

5. Juni 2023

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von Beijing Institute of Technology Press Co.

Kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Nanomaterialien gewinnen aufgrund ihrer Vielseitigkeit, einschließlich der Diagnose und Behandlung von Krankheiten, große Aufmerksamkeit. Sie wirken unter endogenen (pH-Wert, Temperatur, Enzym und Redox) oder exogenen (Temperatur, Licht, Magnetfeld, Ultraschall) Reizen. Kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Nanomaterialien können als intelligente Materialien mit dynamisch einstellbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften als Reaktion auf Änderungen interner oder externer Umweltreize verwendet werden. Ihre vielfältigen Kombinationen aus Nanostrukturen und Moleküldesigns sowie funktionellen Komplexen mit unterschiedlichen Trägern schaffen neue Möglichkeiten für die Entwicklung fortschrittlicher intelligenter Nanomaterialien.

Ein Forschungsteam des Beijing Institute of Technology hat die Klassifizierung und Anwendung von kohlenstoffbasierten, auf Reize reagierenden Nanomaterialien anhand ihrer Mikrostrukturen und Eigenschaften überprüft und die Anwendungen von auf Kohlenstoff basierenden, auf Reize reagierenden Nanomaterialien in Sonden, Bioimaging und Tumortherapie diskutiert und anderen Bereichen. Abschließend analysieren und fassen sie die Vor- und Nachteile kohlenstoffbasierter stimuliresponsiver Nanomaterialien zusammen und geben einen Ausblick auf ihre Anwendungsaussichten.

Ihre Empfehlungen veröffentlichten sie im März in Cyborg und Bionic Systems.

Die Autoren klassifizieren kohlenstoffbasierte Nanomaterialien in drei Hauptkategorien: Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffnanosphären und Kohlenstoffnanofasern. Gleichzeitig werden mehrere kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Nanomaterialien aufgeführt, die an der Grenze von Wissenschaft und Technik erforscht werden, und spezifischere Unterschiede spiegeln sich in den Synthese- und Herstellungsmethoden verschiedener Kohlenstoff-Nanomaterialien wider.

Anschließend listen die Autoren die Anwendungen kohlenstoffbasierter, auf Reize reagierender Materialien in den Bereichen Sonden, Bioimaging und Tumortherapie auf. Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis werden aufgrund ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften in der Fälschungsbekämpfung und in der optischen Bildgebung eingesetzt. Die Konjugation mit verschiedenen zielgerichteten Nachweisreagenzien kann die Empfindlichkeit kohlenstoffbasierter Nanomaterialien erhöhen. Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis können auch als Träger für die Arzneimittelabgabe oder als therapeutische Reagenzien (photothermisch, photodynamisch, Chemotherapie usw.) zur Behandlung von Krankheiten verwendet werden.

Abschließend diskutieren die Autoren die Grenzen der Entwicklung kohlenstoffbasierter stimuliresponsiver Materialien und Zukunftsperspektiven. Kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Materialien verfügen nicht nur über hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften, sondern können auch zur Funktionalisierung mit anderen Polymeren kombiniert werden und werden zu hervorragenden Trägern für die Arzneimittelabgabe und Krebsbehandlung. Derzeit ist die Sicherheit kohlenstoffbasierter, auf Reize reagierender Materialien nicht bekannt, da wichtige Beweise in medizinischen klinischen Experimenten fehlen. Um die Kontroverse um kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Materialien besser einzudämmen und die Glaubwürdigkeit zu erhöhen, ist eine eingehende Forschung zu Toxikologie, Pathologie und Biodynamik erforderlich.

Dieser Aufsatz fasst die Klassifizierung kohlenstoffbasierter stimuliresponsiver Materialien und ihre Anwendung im Bereich der Biologie und Chemie zusammen und diskutiert die bestehenden Mängel und deren zukünftige Entwicklung. Im Allgemeinen haben viele Studien gezeigt, dass kohlenstoffbasierte, auf Reize reagierende Materialien durch Hybridisierung eine wichtige Rolle im biomedizinischen Bereich spielen. Um jedoch ihre Kontroversen besser einzudämmen und ihre Glaubwürdigkeit zu erhöhen, ist eine eingehende Forschung zur Toxikologie und Pathologie erforderlich. In der Zukunft wird von Forschern erwartet, dass sie neue Synthesemethoden entwickeln oder neue Verbundmaterialien herstellen, um die Sicherheit von kohlenstoffbasierten, auf Reize reagierenden Materialien zu verbessern und sie für das menschliche Leben vorteilhafter zu machen.

Mehr Informationen: Chen Zhao et al., Carbon-Based Stimuli-Responsive Nanomaterials: Classification and Application, Cyborg and Bionic Systems (2023). DOI: 10.34133/cbsystems.0022

Bereitgestellt von Beijing Institute of Technology Press Co.