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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 de l'évaporation de l'eau, l'agitation de la dispersion aqueuse de GNT crée des forces de cisaillement sur les nanotubes d'argile, provoquant leur alignement sous forme d'anneaux de croissance.Divers facteurs affectant la structuration du HNT ont été étudiés, notamment la concentration de 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 (SEM) 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 de HNT dépasse 5 % en poids, les nanotubes d'argile atteignent un alignement parfait, et une concentration de HNT plus élevée augmente la rugosité de surface et l'épaisseur du motif de HNT.
De plus, le motif HNT a favorisé l'attachement et la prolifération des cellules de fibroblastes de souris (L929), dont on a observé qu'elles se développaient le long de l'alignement des nanotubes d'argile selon un mécanisme de contact.Ainsi, la méthode simple et rapide actuelle pour aligner HNT sur des substrats solides a le potentiel de développer une matrice sensible aux cellules.
Les 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 avec un diamètre extérieur de 50-70 nanomètres et une cavité interne de 10-15 nanomètres avec la formule Al2Si2O5(OH)4·nH2O.L'une des caractéristiques uniques 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 soin des 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 grande disponibilité et d'une modification chimique facile à base de silane.
La direction de 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 de l'anneau 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 en rotation amène le HNT au bord du capillaire à se déposer sur la surface de glissement dans la bonne direction.Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, la force de contact dépasse la force d'épinglage, 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 de cernes de HNT se forme.
De plus, les résultats POM montrent la biréfringence apparente de la structure HNT anisotrope, que les images MEB 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 de contact.Alors que les cellules L929 ont montré une distribution aléatoire sur des nanotubes d'argile sous la forme d'anneaux de croissance avec 0, 5% en poids de HNT.Dans les structures de nanotubes d'argile avec une concentration en NTG de 5 et 10% en poids, des cellules allongées se trouvent le long de la direction des nanotubes d'argile.
En conclusion, des conceptions d'anneaux de croissance HNT à grande échelle ont été fabriquées à l'aide d'une technique rentable et innovante pour organiser les nanoparticules de manière ordonnée.La formation de la structure des nanotubes d'argile est significativement affectée par la concentration de 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 ont montré une biréfringence avec des couleurs vives.
L'alignement des nanotubes d'argile le long de la direction de la force de cisaillement a été confirmé à l'aide d'images SEM.Avec une augmentation de la concentration de 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'arbres » 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 rédactrice scientifique d'Hyderabad, en Inde.Elle est titulaire d'un MSc et d'un MD du Vellore Institute of Technology, en Inde.en chimie organique et médicinale de l'Université de Guanajuato, Mexique.Ses travaux de recherche portent sur le développement et la synthèse de molécules bioactives à base d'hétérocycles, et elle possède une 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 à base d'hétérocycles qui devraient avoir le potentiel de fonctionnaliser davantage l'activité biologique.Tout en rédigeant des mémoires 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.Extrait le 19 octobre 2022 de https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=39733.
Cavité, Buffner."Nanotubes d'Halloysite cultivés comme des 'anneaux annuels' par une méthode simple".AZonano.19 octobre 2022 .19 octobre 2022 .
Cavité, Buffner."Nanotubes d'Halloysite cultivés comme des '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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