纳米涂层

中国科技网讯 众所周知，脑部疾病很难治疗。据物理学家组织网近日报道，约翰·霍普金斯大学研究人员报告称，他们对运载药物的纳米粒子进行了改良，使其能按照预期，安全定量地渗透到脑组织深处。研究人员指出，这一改进在制造灵活药物递送系统、克服脑癌及其他器官疾病障碍方面迈进了一大步。相关论文在线发表于《科学·转化医学》上。 在做完脑肿瘤摘除手术后，标准治疗方案还需要进行化疗，以杀死病灶部位无法手术摘除的残留细胞。但化疗药物剂量很难控制，既要够大才能穿透组织，又要够小才能保证病人安全。这种方法预防肿瘤复发成功率并不高。 为了克服剂量难题，研究小组设计出一种纳米粒子，能在一段时间内持续、稳定地将小剂量药物递送到病灶部位，而且能顺利地一次性就到达大脑，不会被组织环境黏住。约翰·霍普金斯大学病理学家查尔斯·埃伯哈特说，传统的纳米粒子是用像绳子似的分子将药物紧紧缠裹成小球，遇水后缓慢分解，但递送效果并不理想，因为纳米粒子会黏在注射部位的细胞上，不向组织内部移动。 为此，该校化学与生物分子工程研究生、霍普金斯神经外科医生伊丽莎白·南希将聚乙二醇（PEG）涂在大小不同的纳米塑料珠上，稠密的PEG涂层让纳米珠变得更光滑，减小了其与周围环境的相互作用，而且涂层能保护纳米粒子免受机体防御系统攻击。 在组织实验中，他们给涂层纳米珠作了荧光标记，注射进小鼠和人的脑组织切片中，跟踪它们的运动情况，结果发现PEG涂层让较大的纳米珠也能透过组织，有些甚至接近了以往认为的透过脑组织最大限度的2倍。动物实验效果也相同。 随后，他们给一种携带化疗药物紫杉醇的生物降解纳米粒子涂上了PEG。在小鼠脑组织中，没有PEG涂层的纳米粒子运动非常慢，而有涂层的顺利扩散到组织中。南希说，现在纳米粒子能运载的药物量是以前的5倍，在脑组织中的运输距离是以前的3倍。下一步研究将看它们能否减缓动物体内肿瘤的生长。 研究人员指出，他们还希望进一步优化纳米粒子，将其与药物匹配以治疗其他脑部疾病，如多发性硬化症、中风、脑外伤、老年痴呆症和帕金森症等。（常丽君） 《科技日报》（2012-10-15 二版）

工作原因，最近翻译了一份稿件，发出来分享一下，原文附在最后，欢迎大家批评斧正!摘要柔性太阳能电池的表面涂层要求是高性能的紫外固化丙烯酸酯纳米复合材料。他们的合成不仅是一个微调的化学步骤，同时要求分散和研磨的过程。已申请专利的气相二氧化硅原位硅烷化在德国VMA公司的TORUSMILL®研磨分散机的帮助下表现得最好。从VMA实验室系列分散研磨机参数的可比性更简单方便的帮助从实验室试样放到规模生产。简介非凡的挑战要求非凡的解决方案：柔性太阳能电池要受到阳光、风力和各种外界因素几十年的摧残。要承受这些极端的要求，表面涂层必须柔韧，耐磨和耐划伤。当然，高透明度，成本效益和避免底材温度过高这些性能也是需要的。由于同时要求高的生产效率和低的工艺温度，优异性能的紫外光固化丙烯酸酯系统是首选。通过加入无机粒子，可使得丙烯酸酯配方的耐刮性和耐磨性可以进一步提高。只要填充度低于的阈值为25%体积(大约与40%质量百分比一致，因为无机颗粒的密度更高)则被认为是表面硬度与填充度呈线性过程。涂料表面硬度的提高比期望的颗粒硬度要低(图1)。直到超过渗流阈值，即颗粒不能再滑动，总硬度成为颗粒和基体的加权和。超过了渗流阈值，另一方面也就意味着这个系统不再搅动。插图1很明显地显示了理论状况，这就是众所周知的冶金过程。http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061742_165.gif图1: 提高填充度的紫外光固化纳米复合材料的微硬度的改善随质量百分比显示。插图显示了硬度和填充度的体积百分比在整个范围内的理论关系。突出的区域对应于主图中显示的数据。分散技术如果不是粒子本身的硬度,那是什么决定了不同填充度的硬度变化呢?这是由颗粒与基体之间的相互作用及矩阵，这受到粒子的表面处理，也即分散技术相互作用的控制。最不理想的情况是，微硬度随填充度的增加而降低，我们最近在实验室研究的一个水性纳米粒子丙烯酸酯系统(数据未显示)就是这种情况。另一方面，为了实现最大的颗粒基质相互作用的原位表面改性的硅烷化是在莱布尼茨研究所研发的。这一专利的概念是基于著名的化学反应与一个新过程的组合。颗粒表面硅烷化包括前体步骤(通过相应的烷氧基硅烷的水解形成的硅醇基取代)和硅烷醇与表面羟基缩合来结合扩散，从而提供表面活性。因为这些过程是丙烯酸酯基的自身反应，并不需要不确定的反式扩散。最后，每个颗粒都有了自己的硅烷均匀包裹，再交联与基体形成坚硬的质膜。如太阳能电池所用的透明薄膜，就需要非常精细的纳米颗粒。操作会产生气相二氧化硅纳米粒子(Degussa的气相二氧化硅比表面积至少200m2/g，即Aerosil200和Aerosil380)未经表面处理的这些粒子通常作为一种触变剂，百分之几的质量足以将清漆变成高粘度的腻子。这种效果当然也发生在中纳米复合材料的合成过程：纳米颗粒必须计量并慢慢加到有丙烯酸酯的TORUSMILL® 研磨分散机 中，该型号的分散机具有高扭矩力的引擎，并能满负荷运转。随着分散的开始并在表面反应的辅助下，纳米复合材料的粘度再次下降。当降低转矩力，机器上会显示出综合数值，告知操作员什么时候恢复供给二氧化硅纳米颗粒。一个完全自动化的耦合转矩控制和粒子计量已经应用在TORUSMILL® TM500中。透明清澈的纳米复合材料——使用TORUSMILL®使用传统的分散机是不可能得到完全透明清澈的清漆而且完全没有附聚物的。这就是TORUSMILL®专利系统的关键之处，分散机的预分散与研磨砂的创新结合，能有效地对基料先作预分散，之后用高性能的珠磨作研磨，不再需要转移基料：已经合成了纳米粒子超过20%质量百分比的透明清澈的纳米复合材料。透明清澈的意思是通过半米厚的纳米复合材料，仍能看到放在桶底的硬币上的字母。TORUSMILL®系列为纳米复合材料的合成线路的发展提供了极大的便利。 TORUSMILL® TM 10已经大批量运用在10L的规模原料下，也已经有了一些经验，更大的机器通常需要用更多的时间。很快将会大批量生产100L的型号 (图2是TM100) 或者是半吨规模的(TM500)。这种方式就是购买原材料从实验室小样到试生产到扩大规模生产的时理步骤。最终的产品通过在TORUSMILL®上的IOM系统生产的丙烯酸酯纳米复合材料表现出令人惊讶的低粘度，使我们制造出高填充度且涂层柔韧耐磨的太阳能电池。柔性太阳能电池还在试生产阶段，而丙烯酸酯纳米复合材料已经由莱比锡的Cetelon Nanotechnik成吨大批量生产并由WKP Unterensingen进一步加工成了耐受性极强、超细克拉级的箔。VMA TM砂磨分散机http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061743_427.gif图2: 来自VMA Getzmann的TORUSMILL®TM100安装在能在IOM研制纳米合成材料的AFM扫描仪前面，这台扫描仪能展示颗粒被碾磨成坚硬骨料(70nm)的合成过程。http://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/1125/2685408_1480061743_367.gifFig. 3:柔性电池和尺子比较.

单位要求采购一台扫描电镜，主要用于材料的腐蚀分析，包括材料断口分析，纳米涂层分析，表面处理分析，晶相组织分析等。因本人初次接触电镜，还处于搜集资料学习的过程，求助论坛的老师们，1、提供些资料、建议、参考方向，2、也可说说设备分类，应用范围，附件配件，操作难易程度，维修维护细节等，3、或者单纯讨论各种设备的长短处优缺点等，谢谢老师们的不吝赐教，本人不甚感激！