Nanomaterials

The surface chemistry and the morphology of SnO2 nanowires of average length and diameter of several µm and around 100 nm, respectively, deposited by vapor phase deposition (VPD) method on Au-covered Si substrate, were studied before and after subsequent air exposure. For this purpose, surface-sensitive methods, including X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermal desorption spectroscopy (TDS) and the scanning electron microscopy (SEM), were applied. The studies presented within this paper allowed to determine their surface non-stoichiometry combined with the presence of carbon contaminations, in a good correlation with their surface morphology. The relative concentrations of the main components [O]/[Sn]; [C]/[Sn]; [Au]/[Sn], together with the O–Sn; O–Si bonds, were analyzed. The results of TDS remained in a good agreement with the observations from XPS. Moreover, conclusions obtained for SnO2 nanowires deposited with the use of Au catalyst were compared to the previous obtained for Ag-assisted tin dioxide nanowires. The information obtained within these studies is of a great importance for the potential application of SnO2 nanowires in the field of novel chemical nanosensor devices, since the results can provide an interpretation of how aging effects influence gas sensor dynamic characteristics.

In the current study, carbon nanofibers (CNFs) were grown on a carbon fiber (CF) surface by using the chemical vapor deposition method (CVD) and the influences of some parameters of the CVD method on improving the mechanical properties of a polypropylene (PP) composite were investigated. To obtain an optimum surface area, thickness, and yield of the CNFs, the parameters of the chemical vapor deposition (CVD) method, such as catalyst concentration, reaction temperature, reaction time, and hydrocarbon flow rate, were optimized. It was observed that the optimal surface area, thickness, and yield of the CNFs caused more adhesion of the fibers with the PP matrix, which enhanced the composite properties. Besides this, the effectiveness of reinforcement of fillers was fitted with a mathematical model obtaining good agreement between the experimental result and the theoretical prediction. By applying scanning electronic microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and Raman spectroscopy, the surface morphology and structural information of the resultant CF-CNF were analyzed. Additionally, SEM images and a mechanical test of the composite with a proper layer of CNFs on the CF revealed not only a compactness effect but also the thickness and surface area roles of the CNF layers in improving the mechanical properties of the composites.

Trong nghiên cứu này, Sr0.3Ba0.4Pb0.3Fe12O19/(CuFe2O4)x (với x = 2, 3, 4 và 5) được chế tạo dưới dạng ferrite kích thước nano có liên kết trao đổi mạnh bằng phương pháp cháy sol-gel một bước (phương pháp sol-gel citrate). Các mẫu bột được phân tích bằng phương pháp tán xạ tia X (XRD) xác nhận sự hình thành của ferrite thuần khiết và có liên kết trao đổi. Đặc tính tần suất của điện từ trường vi sóng (MW) được khảo sát bằng phương pháp đồng trục. Hành vi phi tuyến của MW với sự biến đổi thành phần có thể do các mức độ oxy hóa khác nhau của ion Fe trên các ranh giới hạt spinel/hexaferrite và tương tác trao đổi mạnh trong giai đoạn cứng và mềm.

Vật liệu nano (NMs) bao gồm các hạt vô cơ có thành phần kim loại, oxit và muối tồn tại trong tự nhiên và cũng có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm, hoặc các hạt hữu cơ phát sinh chỉ từ phòng thí nghiệm, có ít nhất một kích thước nằm trong khoảng từ 1 đến 100 nm. Tùy thuộc vào hình dạng, kích thước, diện tích bề mặt và điện tích, NMs có những tính chất cơ học, hóa học, điện, và quang khác nhau, khiến chúng trở nên phù hợp cho các ứng dụng công nghệ và y sinh, do đó, chúng ngày càng được sản xuất và điều chỉnh nhiều hơn. Mặc dù có tiềm năng lợi ích, việc sử dụng chúng có thể gây hại cho sức khỏe do khả năng thâm nhập vào cơ thể động vật và thực vật và tương tác với các tế bào. Các nghiên cứu về NMs liên quan đến các công nghệ viên, nhà sinh vật học, nhà vật lý, nhà hóa học và nhà sinh thái học, vì vậy có rất nhiều báo cáo đang làm gia tăng đáng kể mức độ kiến thức, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ nano; tuy nhiên, nhiều khía cạnh liên quan đến sinh học nano vẫn chưa được khám phá, bao gồm cả các tương tác với các phân tử sinh học thực vật. Trong bài tổng quan này, chúng tôi xem xét kiến thức hiện tại về cách mà NMs thâm nhập vào các cơ quan của thực vật và tương tác với các tế bào, nhằm làm sáng tỏ tính phản ứng của NMs và độc tính đối với thực vật. Những điểm này được thảo luận một cách chỉ trích để điều chỉnh sự cân bằng liên quan đến rủi ro đối với sức khỏe của thực vật cũng như cung cấp một số gợi ý cho các nghiên cứu mới về chủ đề này.

Bài tổng quan này tổng hợp các cập nhật gần đây về việc sử dụng vật liệu nano trong mỹ phẩm. Đặc biệt chú trọng đến những ứng dụng của vật liệu nano trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, những đặc điểm độc đáo của chúng, cũng như những lợi ích của các thành phần quy mô nano so với các sản phẩm không ở quy mô nano. Các thực hành tiên tiến về đặc trưng hóa lý-hóa và độc tính của vật liệu nano cũng được xem xét. Hơn nữa, bài viết cũng chú trọng đến các quy định hiện hành và đánh giá an toàn hiện có liên quan đến việc sử dụng vật liệu nano trong mỹ phẩm—hướng dẫn an toàn về vật liệu nano trong mỹ phẩm của Châu Âu năm 2019, cùng với các phương pháp mới đề xuất để đánh giá độc tính của vật liệu nano. Những lo ngại về rủi ro sức khỏe đã hạn chế việc sử dụng thêm vật liệu nano trong mỹ phẩm, và do có thể có những vật liệu nano mới được ngành công nghiệp mỹ phẩm sử dụng trong tương lai, một sự đặc trưng và đánh giá rủi ro chi tiết là cần thiết để đáp ứng các yêu cầu an toàn tiêu chuẩn.

Trong vài thập kỷ qua, tiềm năng to lớn của vật liệu nano trong ứng dụng y sinh và chăm sóc sức khỏe đã được nghiên cứu một cách sâu rộng. Một số nghiên cứu trường hợp cho thấy vật liệu nano có thể cung cấp giải pháp cho những thách thức hiện tại về nguyên liệu thô trong lĩnh vực y sinh và chăm sóc sức khỏe. Bài tổng quan này mô tả các loại hạt nano khác nhau và các phương pháp tổng hợp vật liệu nano cấu trúc, đồng thời trình bày một số ứng dụng mới nổi trong y sinh, chăm sóc sức khỏe và thực phẩm nông nghiệp. Bài viết tập trung vào các loại vật liệu nano khác nhau (ví dụ: hình cầu, hạt nano hình que, ống nano, tấm nano, sợi nano, lõi-vỏ và xốp trung bình) có thể được tổng hợp từ các nguyên liệu thô khác nhau và những ứng dụng mới nổi của chúng trong hình ảnh sinh học, cảm biến sinh học, phân phối thuốc, kỹ thuật mô, kháng khuẩn và thực phẩm nông nghiệp. Tùy thuộc vào hình thái của chúng (ví dụ: kích thước, tỷ lệ khía cạnh, hình học, độ xốp), vật liệu nano có thể được sử dụng làm chất điều chỉnh công thức, chất giữ ẩm, chất độn nano, phụ gia, màng và phim. Do đánh giá độc tính phụ thuộc vào kích thước và hình thái, cần có quy định nghiêm ngặt trong việc kiểm tra liều lượng vật liệu nano hiệu quả. Những thách thức và triển vọng cho sự đột phá công nghiệp của vật liệu nano liên quan đến việc tối ưu hóa điều kiện sản xuất và chế biến.

Các cấu trúc nan một chiều ZnO (dây nano/thanh nano) là những vật liệu hấp dẫn cho các ứng dụng như cảm biến khí, cảm biến sinh học, pin mặt trời và chất xúc tác quang. Điều này là do quy trình sản xuất tương đối dễ dàng của những loại cấu trúc nano này với các đặc tính vận chuyển tải điện tuyệt vời và chất lượng tinh thể cao. Trong công trình này, chúng tôi xem xét các tính chất phát quang (PL) của các dây nano và thanh nano ZnO đơn lẻ và tập thể. Do các kỹ thuật phát triển khác nhau được áp dụng cho các mẫu được trình bày, một bài tổng hợp ngắn về hai phương pháp phát triển phổ biến, là hơi-lỏng-rắn (VLS) và thủy nhiệt, sẽ được trình bày. Tiếp theo, chúng tôi sẽ bàn về quá trình phát xạ và đặc điểm của phát xạ tuyến gần băng (NBE) và phát xạ mức độ sâu (DLE). Đóng góp tương ứng của chúng cho tổng phát xạ của cấu trúc nano sẽ được thảo luận bằng cách sử dụng thông tin phân phối không gian thu được từ các phép đo vi cầu truyền electron quét−phát quang điện (STEM-CL). Ngoài ra, ảnh hưởng của các hiệu ứng bề mặt lên phát quang của dây nano ZnO, cũng như sự phụ thuộc vào nhiệt độ, sẽ được thảo luận ngắn gọn cho cả phát xạ tia cực tím và nhìn thấy được. Cuối cùng, chúng tôi sẽ trình bày một cuộc thảo luận về hiệu ứng giảm kích thước của hai băng phát quang chính của ZnO. Đối với phát xạ rộng (gần tia cực tím và nhìn thấy được), đôi khi đã được quy cho các nguyên nhân khác nhau, chúng tôi tóm tắt các khiếm khuyết điểm bẩm sinh khác nhau hoặc các trung tâm bẫy trong ZnO như một nguyên nhân gây ra các băng phát xạ ở mức độ sâu khác nhau.

Nhiều phân tử có hoạt tính điều trị không hòa tan trong các hệ thống nước, dễ bị phân hủy về hóa học và sinh học hoặc gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Các hệ thống hạt nano dựa trên lipid (LBNP) đại diện cho một trong những vật mang keo hứa hẹn nhất cho các phân tử hữu cơ có hoạt tính sinh học. Ứng dụng hiện tại của chúng trong ngành ung thư học đã cách mạng hóa điều trị ung thư bằng cách cải thiện hoạt tính chống khối u của một số tác nhân hóa trị liệu. Những ưu điểm của LBNP bao gồm độ ổn định cao về thời gian và nhiệt độ, khả năng tải cao, dễ dàng chế tạo, chi phí sản xuất thấp và sản xuất quy mô lớn trong công nghiệp vì chúng có thể được chế tạo từ các nguồn tự nhiên. Hơn nữa, sự kết hợp của các tác nhân hóa trị liệu với hạt nano lipid làm giảm liều điều trị hoạt động và độ độc, giảm khả năng kháng thuốc và tăng nồng độ thuốc trong mô khối u bằng cách giảm chúng trong mô khỏe mạnh. LBNP đã được kiểm nghiệm rộng rãi trong điều trị ung thư trong ống nghiệm nhưng cũng trong cơ thể sống, với kết quả hứa hẹn trong một số thử nghiệm lâm sàng. Bài tổng quan này tóm tắt các loại LBNP đã được phát triển trong những năm qua và các kết quả chính khi áp dụng trong điều trị ung thư, bao gồm các thử nghiệm thiết yếu trên bệnh nhân.

Nanosợi polyaniline một chiều là một polymer dẫn điện có thể được sử dụng làm lớp hoạt động cho các cảm biến, trong đó sự thay đổi tính dẫn điện có thể được sử dụng để phát hiện các loài hóa học hoặc sinh học. Trong bài tổng quan này, các tính chất cơ bản của nanosợi polyaniline, bao gồm cấu trúc hóa học, hóa học oxy hóa-khử, và phương pháp tổng hợp, được thảo luận. Một khảo sát tài liệu toàn diện về các cảm biến dựa trên resistor hóa học/cảm điện động dựa trên nanosợi polyaniline được trình bày và các phát triển gần đây trong cảm biến dựa trên nanosợi polyaniline được tóm tắt. Cuối cùng, những hạn chế hiện tại và triển vọng tương lai của nanosợi polyaniline được thảo luận.

Các hạt nano kim loại và oxit kim loại, bao gồm cả hạt nano titanium dioxide, giữa các hạt nano polymer, liposome, micelles, quantum dots, dendrimer, hoặc fullerene, đang trở nên ngày càng quan trọng nhờ vào tiềm năng của chúng trong các liệu pháp y học mới. Titanium dioxide (oxy titanium(IV), titania, TiO2) là một hợp chất vô cơ có sự quan tâm khoa học gần đây nhờ vào tính năng quang hoạt. Sau khi được chiếu sáng trong môi trường nước bằng ánh sáng UV, TiO2 sản xuất một loạt các loài oxy phản ứng (ROS). Khả năng sản xuất ROS và do đó gây ra cái chết tế bào đã được ứng dụng trong liệu pháp quang động (PDT) để điều trị nhiều loại bệnh, từ bệnh vẩy nến đến ung thư. Các hạt nano titanium dioxide đã được nghiên cứu như những tác nhân nhạy cảm ánh sáng trong điều trị các khối u ác tính cũng như trong việc bất hoạt quang động của vi khuẩn kháng kháng sinh. Cả các hạt nano TiO2 nói chung, cũng như các hợp chất và sự kết hợp của chúng với các phân tử hoặc sinh phân tử khác, đều có thể được sử dụng thành công như những tác nhân nhạy cảm ánh sáng trong PDT. Hơn nữa, nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau có thể được gắn vào các hạt nano TiO2, dẫn đến các vật liệu lai. Những cấu trúc nano này có thể có khả năng hấp thụ ánh sáng cao hơn, cho phép sử dụng chúng trong liệu pháp điều trị có mục tiêu trong y học. Để cải thiện hiệu quả của các liệu pháp chống ung thư và kháng khuẩn, nhiều phương pháp sử dụng titanium dioxide đã được thử nghiệm. Kết quả của các nghiên cứu được chọn, trình bày phạm vi ứng dụng tiềm năng, được thảo luận trong bài tổng quan này.