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Les nanotubes d'halloysite (HNT) sont des nanotubes d'argile naturels qui peuvent être utilisés dans des matériaux avancés en raison de leur structure tubulaire creuse unique, de leur biodégradabilité et de leurs propriétés mécaniques et de surface.Cependant, l’alignement de ces nanotubes d’argile est difficile en raison du manque de méthodes directes.
​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​.Crédit image : captureandcompose/Shutterstock.com
À cet égard, un article publié dans la revue ACS Applied Nanomaterials propose une stratégie efficace pour fabriquer des structures HNT ordonnées.En séchant leurs dispersions aqueuses à l'aide d'un rotor magnétique, des nanotubes d'argile ont été alignés sur un substrat de verre.
Au fur et à mesure que l’eau s’évapore, l’agitation de la dispersion aqueuse de GNT crée des forces de cisaillement sur les nanotubes d’argile, les amenant à s’aligner sous la forme d’anneaux de croissance.Divers facteurs affectant la configuration du HNT ont été étudiés, notamment la concentration en HNT, la charge des nanotubes, la température de séchage, la taille du rotor et le volume des gouttelettes.
En plus des facteurs physiques, la microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie à lumière polarisante (POM) ont été utilisées pour étudier la morphologie microscopique et la biréfringence des anneaux de bois HNT.
Les résultats montrent que lorsque la concentration en HNT dépasse 5 % en poids, les nanotubes d'argile atteignent un alignement parfait et qu'une concentration plus élevée en HNT augmente la rugosité de la surface et l'épaisseur du motif HNT.
De plus, le modèle HNT favorisait l’attachement et la prolifération des cellules de fibroblastes de souris (L929), qui se développaient le long de l’alignement des nanotubes d’argile selon un mécanisme piloté par contact.Ainsi, la méthode actuelle simple et rapide pour aligner le HNT sur des substrats solides a le potentiel de développer une matrice sensible aux cellules.
Nanoparticules unidimensionnelles (1D) telles que les nanofils, les nanotubes, les nanofibres, les nanotiges et les nanorubans en raison de leurs propriétés mécaniques, électroniques, optiques, thermiques, biologiques et magnétiques exceptionnelles.
Les nanotubes d'halloysite (HNT) sont des nanotubes d'argile naturelle d'un diamètre extérieur de 50 à 70 nanomètres et d'une cavité interne de 10 à 15 nanomètres de formule Al2Si2O5(OH)4·nH2O.L’une des particularités de ces nanotubes est une composition chimique interne/externe différente (oxyde d’aluminium, Al2O3/dioxyde de silicium, SiO2), qui permet leur modification sélective.
En raison de leur biocompatibilité et de leur très faible toxicité, ces nanotubes d'argile peuvent être utilisés dans des applications biomédicales, cosmétiques et de soins aux animaux, car les nanotubes d'argile présentent une excellente nanosécurité dans diverses cultures cellulaires.Ces nanotubes d'argile présentent les avantages d'un faible coût, d'une large disponibilité et d'une modification chimique facile à base de silane.
La direction du contact fait référence au phénomène d'influence de l'orientation des cellules sur la base de motifs géométriques tels que des nano/micro rainures sur un substrat.Avec le développement de l’ingénierie tissulaire, le phénomène de contrôle de contact est devenu largement utilisé pour influencer la morphologie et l’organisation des cellules.Cependant, le processus biologique de contrôle de l’exposition reste flou.
Le présent travail démontre un processus simple de formation de la structure des anneaux de croissance HNT.Dans ce processus, après avoir appliqué une goutte de dispersion de HNT sur une lame de verre ronde, la goutte de HNT est comprimée entre deux surfaces en contact (la lame et le rotor magnétique) pour devenir une dispersion qui traverse le capillaire.L'action est préservée et facilitée.évaporation de plus de solvant au bord du capillaire.
Ici, la force de cisaillement générée par le rotor magnétique rotatif amène le HNT au bord du capillaire à se déposer sur la surface coulissante dans la bonne direction.Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, la force de contact dépasse la force de blocage, poussant la ligne de contact vers le centre.Par conséquent, sous l’effet synergique de la force de cisaillement et de la force capillaire, après l’évaporation complète de l’eau, un motif en cernes d’arbre de HNT se forme.
De plus, les résultats POM montrent la biréfringence apparente de la structure anisotrope HNT, que les images SEM attribuent à l'alignement parallèle des nanotubes d'argile.
De plus, des cellules L929 cultivées sur des nanotubes d'argile à anneaux annuels avec différentes concentrations de HNT ont été évaluées sur la base d'un mécanisme piloté par contact.Alors que les cellules L929 présentaient une distribution aléatoire sur des nanotubes d’argile sous forme d’anneaux de croissance contenant 0,5 % en poids de HNT.Dans les structures de nanotubes d'argile avec une concentration en NTG de 5 et 10 % en poids, on trouve des cellules allongées dans la direction des nanotubes d'argile.
En conclusion, des conceptions d’anneaux de croissance HNT à l’échelle macroscopique ont été fabriquées à l’aide d’une technique rentable et innovante permettant de disposer les nanoparticules de manière ordonnée.La formation de la structure des nanotubes d'argile est considérablement affectée par la concentration en HNT, la température, la charge de surface, la taille du rotor et le volume des gouttelettes.Des concentrations de HNT de 5 à 10 % en poids ont donné des réseaux hautement ordonnés de nanotubes d'argile, tandis qu'à 5 % en poids, ces réseaux présentaient une biréfringence avec des couleurs vives.
L'alignement des nanotubes d'argile dans la direction de la force de cisaillement a été confirmé à l'aide d'images SEM.Avec une augmentation de la concentration en NTT, l'épaisseur et la rugosité du revêtement NTG augmentent.Ainsi, le présent travail propose une méthode simple pour construire des structures à partir de nanoparticules sur de grandes surfaces.
Chen Yu, Wu F, He Yu, Feng Yu, Liu M (2022).Un motif d’« anneaux d’arbre » de nanotubes d’halloysite assemblés par agitation est utilisé pour contrôler l’alignement des cellules.Nanomatériaux appliqués ACS.https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsanm.2c03255
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Bhavna Kaveti est une écrivaine scientifique originaire d'Hyderabad, en Inde.Elle est titulaire d'une maîtrise et d'un doctorat en médecine du Vellore Institute of Technology, en Inde.en chimie organique et médicinale de l'Université de Guanajuato, Mexique.Ses travaux de recherche sont liés au développement et à la synthèse de molécules bioactives à base d'hétérocycles, et elle possède de l'expérience en synthèse multi-étapes et multi-composants.Au cours de ses recherches doctorales, elle a travaillé sur la synthèse de diverses molécules peptidomimétiques liées et fusionnées basées sur des hétérocycles qui devraient avoir le potentiel de fonctionnaliser davantage l’activité biologique.Tout en rédigeant des thèses et des articles de recherche, elle a exploré sa passion pour l'écriture et la communication scientifiques.
Cavité, Buffner.(28 septembre 2022).Les nanotubes d'halloysite sont cultivés sous forme d'« anneaux annuels » par une méthode simple.AZonano.Récupéré le 19 octobre 2022 sur https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
Cavité, Buffner."Nanotubes d'halloysite cultivés sous forme d'"anneaux annuels" par une méthode simple".AZonano.19 octobre 2022 .19 octobre 2022 .
Cavité, Buffner."Nanotubes d'halloysite cultivés sous forme d'"anneaux annuels" par une méthode simple".AZonano.https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.(Au 19 octobre 2022).
Cavité, Buffner.2022. Nanotubes d’halloysite cultivés en « anneaux annuels » par une méthode simple.AZoNano, consulté le 19 octobre 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
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