Достижения в области автомобилестроения
Открытый доступ

Абстрактный

Инновационная химия и нанотехнологии на основе поверхностной инженерии гидрофобных неорганических нанотрубок дисульфида вольфрама (WS2) (WS2-INT) - новые наномасштабные функциональные биоактивные неорганические «нанонаполнители»

Жан-Поль (Моше) Лелуш

Нанотрубки дисульфида вольфрама (INTs-WS2) являются чрезвычайно гидрофобными и химически инертными неорганическими наноматериалами. Эта особенность довольно сильно ограничивает их полезность в многочисленных исследовательских разработках, связанных с механической твердостью и трибологией, и последующих промышленных/биоактивных конечных приложениях. Таким образом, ковалентная универсальная связь любого вида функциональных органических и/или биологических видов остается весьма важным шагом в развитии на пути к высокоинновационным высокопроизводительным наноматериалам и многофазным композитам в области основных интерфейсных универсальных химий. В таком крайне сложном контексте методологии/функционализации, касающемся этих химически инертных гидрофобных наноматериалов, был успешно разработан инновационный метод поверхностной функционализации (универсальное поликарбоксилирование ??? образование оболочки полиCOOH) многослойных неорганических нанотрубок (INTs-WS2) и фуллереноподобных (IFs-WS2) наночастиц. Этот метод ковалентной функционализации использует высокоэлектрофильные и реакционноспособные соли имминиума (комплексы-реакции Вильсмейера-Хаака (VH)) для введения химически универсальной поликислотной (полиCOOH) оболочки на поверхность обработанных VH неорганических наноматериалов. Более того, для глобальной оптимизации этого многопараметрического создания оболочки polyCOOH также был задействован значительный статистический метод проектирования экспериментов (DoE). 
Эта новая функционализация INTs-нанотрубки боковой стенки polyCOOH позволила создать инновационно-целевые межфазные химии. Действительно, она позволила эффективно наноизготавливать широкий спектр ковалентных поверхностных модификаций WS2-INTs (полиNH2, полиOH, полиSH) посредством (i) химической активации полиCOOH (EDC, CDI) и (ii) ковалентных нуклеофильных замещений 2-го шага короткими аминированными бифункциональными лигандами H2N-линкер-X (X внешняя поверхностная функциональность). Более того, была также обнаружена дополнительная инновационная методология поверхностной инженерии для тех же многослойных неорганических нанотрубок (INTs-WS2) с использованием небольших лантаноидных/комплексно-легированных магнитных наночастиц маггемита размером 5,5-6,0 нм в отношении соответствующих магнитно-чувствительных неорганических нанотрубок для фототермической терапии (PTT) противораковой биоактивности. Полученные полностью охарактеризованные функциональные INTs-WS2 (f-INTs-WS2) имеют довольно широкий потенциал для использования в качестве новых функциональных наноразмерных наполнителей в отношении новых механически упрочненных и/или проводящих композитных полимерных матриц (случай гибридных политиофендекорированных f-INTs-WS2 нанокомпозитов, рисунок 1). Соответствующие новые функциональные наноматериалы/наноразмерные наполнители также показали себя биоактивными PTT и нетоксичными в предварительных исследованиях токсичности, что открывает широкий путь НИОКР/прогресса для связанных приложений конечного пользователя (например, замена клеточных токсичных нанонаполнителей CNT).