Jednostěnný uhlíkový nanohorn - Single-walled carbon nanohorn - Wikipedia

Schematické znázornění různých uhlíkových nanomateriálů - fullerenu, uhlíkových nanotrubiček a grafenu.
Schematické znázornění jediný uhlíkový nanohorn.
Uhlíkový nanohornový agregát

Jednostěnný uhlíkový nanohorn (SWNH nebo SWCNH) je jméno dané Sumio Iijima a kolegové v roce 1999 na agregát rohovitého pochvy grafen povlečení na postel.[1][2] Velmi podobné struktury pozorovaly v roce 1994 Peter J.F. Harris, Edman Tsang, John Claridge a Malcolm Green.[3] Od objevení fulleren,[4] rodina uhlíkových nanostruktur se neustále rozšiřovala. Do této rodiny jsou zahrnuty jednostěnné a vícestěnné uhlíkové nanotrubice (SWNT a MWNT),[5] uhlíková cibule a šišky a nejnověji SWNH. Tyto SWNH s délkou tubulu přibližně 40–50 nm a průměrem přibližně 2–3 nm jsou odvozeny od SWNT a jsou zakončeny pětibokým kónickým uzávěrem s úhlem otevření kužele ~ 20Ó.[6][7][8] Kromě toho se tisíce SWNH vzájemně sdružují a vytvářejí strukturované agregáty podobné dahlím a budům, které mají průměrný průměr přibližně 80–100 nm. První se skládá z tubulů a grafenových desek vyčnívajících z jeho povrchu jako okvětní lístky jiřiny, zatímco druhý se skládá z tubulů vyvíjejících se uvnitř samotné částice.[9] Díky svým jedinečným strukturám s vysokou povrchovou plochou a mikroporozitou se SWNH staly slibným materiálem pro adsorpci plynu, biosenzování, dodávání léčiv,[10] skladování plynu[11] a podpora katalyzátoru pro palivový článek.[12] Jednostěnné uhlíkové nanohorny jsou příkladem rodiny uhlíkové nanokony.

Syntéza

SWNHs lze syntetizovat s vysokou čistotou pomocí CO2 laserová ablace a obloukový výboj bez kovového katalyzátoru. V následujících dvou podsekcích jsou uvedeny reprezentativní postupy pro tyto dvě metody syntézy. Velikost a čistotu SWNH lze změnit změnou parametrů, jako je teplota, tlak, napětí a proud.

CO2 laserová ablace

CO2 laserová ablace technika se používá k výrobě prvních SWNHs při teplotě místnosti za nepřítomnosti kovového katalyzátoru. CO2 generátor laserové ablace se skládá z vysoce výkonného CO2 laserový zdroj (s vlnovou délkou 10,6 μm, výkonem 5 kW, průměrem paprsku 10 nm a šířkou pulzu se mění od 10 ms do nepřetržitého osvětlení) a reakční komorou z plastu a pryskyřice připojenou vakuovým čerpacím systémem, vstupem a výstupem plynové ventily a systém čoček ZnSe k nastavení intenzity paprsku. Zavádí se plyn Ar a protéká vnitřní komorou za účelem odstranění produktů do sběrného filtru pod tlakem 760 Torr při teplotě místnosti. Mezitím se grafitová tyč ve středu komory kontinuálně otáčí a postupuje podél její osy, takže nový povrch může být vystaven laserovému paprsku, který je svislý k tyči, a tak se vyrábějí SWNH.[1]

Výboj

SWNH mohou být také připraveny jednoduchým pulzováním obloukový výboj mezi tyčemi z čistého uhlíku v atmosférickém tlaku vzduchu a He a Ar s dobou oblouku 30 s. Proud oblouku je nastaven na 120 A a napětí mezi elektrodami je 15 V. Předehřátí uhlíkové tyče až na 1000 ℃ se provádí těsně před zapálením oblouku, aby se zlepšila kvalita SWNH. Sazba oblouku usazená na povrchu komory se sbírá a charakterizuje. Touto metodou je čistota získaných SWNH vyšší než 90%. Průměrná velikost částic SWNH je asi 50 nm, což je menší množství než částic připravených CO2 laserová metoda.[13]

Vlastnosti

Pórovitost

Brzy po objevu SWNH se vědci snažili studovat strukturu tohoto nového materiálu. V roce 2000 podrobně Rentgenová difrakce zkoumání ukázalo, že vzdálenost mezi stěnami byla 0,4 nm, větší než vzdálenost mezivrstvy grafitu (0,335 nm).[2] Agregáty SWNH by tedy měly mít jak mikroporozitu, tak mezoporozitu pocházející z výše uvedené specifické struktury. Přesná povrchová charakterizace SWNH může rozšířit možnosti aplikace na sekundární skladování energie.

Struktura pórů SWNHs byla rozsáhle studována pomocí simulačních a adsorpčních experimentů.[14] Agregáty SWNH mají značnou kapacitu mikropórů a malou mezoporozitu díky hexagonální stohovací struktuře SWNH.[15]

V roce 2001 N2 adsorpce byla pozorována ve vnitřním nanoprostoru a na vnějším povrchu jediné částice SWNH, studována Grand Canonical Simulace Monte Carlo a byla porovnána s experimentálními výsledky. Podrobné srovnání simulované adsorpční izotermy s experimentální izotermou ve vnitřních nanoprostorech poskytlo 2,9 nm průměrné šířky pórů vnitřních nanoprostorů.[16] Vysoké rozlišení N2 adsorpční analýza by mohla jasně objasnit přítomnost vnitřních nanopórů, vnějších mikropór trojúhelníkového uspořádání tří částic a mezopórových mezopórů ve struktuře sestavy pro částečně oxidované SWNH.[17]

V roce 2002 bylo zjištěno, že na stěně byla vytvořena okna v měřítku, když byly SWNH oxidovány v kyslíku při vysoké teplotě.[18][19] Velikost a koncentrace těchto oken v nanoměřítku lze regulovat oxidační teplotou. Kromě toho by oxidace a komprese SWNHs mohla vyvolat výrazné zvýšení mikroporozity a produkce mezopórů.[20]

Ačkoli jsou póry v mezičásticích původních SWNH zcela uzavřeny, 11 a 36% prostorů v pórech v mezičásticích se otevřou oxidací při 573, respektive 623 K. Protože počet a velikost oken ve stěně SWNH lze měnit podle teploty ohřevu, ukazuje se možnost molekulárně selektivního adsorbentu.[21] Kromě toho může adsorpční analýza poskytnout spolehlivý prostředek pro vyhodnocení parametrů struktury pórů intersticiální a interní mikroporozity. Studie adsorpce ukázala, že agregáty SWNH podobné budovu mají mikropory navzdory uzavřeným jednotlivým nanohornům. Charakteristickým rysem těchto mikropór je malá průměrná šířka pórů 1,0 nm. Tepelné zpracování v kyslíku otevírá uzavřené nanohorny a zvyšuje tak prostor pro mikropóry, který je k dispozici pro adsorpci. Oxidace ovlivňuje většinou uzavřené póry vytvářením oken na stěnách a nemění strukturu svazku ani intersticiální mikroporozitu.[22] Otevírací mechanismus vnitřní nanoporozity jednostěnného uhlíkového nanohornu byl odhalen pečlivou oxidací, která umožňovala kontrolu vnitřní nanoporozity. Rychlost otevírání byla také kontrolovatelná oxidační teplotou.[23]

Ve stejném roce (2002) jako objev oken v nanoměřítku byly experimentálně stanoveny adsorpční izotermy vodíku ve vnitřních a intersticiálních prostorech sestav SWNH, které poskytly adsorbovanou hustotu vodíku ve vnitřních a intersticiálních prostorech. Skutečnost, že adsorpční hustota vodíku v intersticiálních prostorech je nižší než hustota ve vnitřních prostorách proti predikci z výpočtu potenciálu interakce, byla vysvětlena samo-stabilizačním účinkem samosvorného mechanismu.[24]

V roce 2005 Kaneko et al. prohlásil, že pórovitost sestav SWNH se po ošetření HNO změnila3. V tomto případě sestavy SWNH pravděpodobně obsahují nedostupné intersticiální póry v jádru svazku pro adsorpci. Interkalace HNO3 do takových úzkých intersticiálních prostorů mělo za následek zvýšení objemu pórů, které vyvinulo mikroporozitu, takže byly úspěšně připraveny vysoce ultramikroporézní sestavy SWNH. Ultramikroporézní sestavy SWNH navíc vykazovaly mnohem vyšší skladovací kapacitu superkritického CH4, zobrazující potenciální použití jako médium pro skladování plynu.[25]

Podrobná struktura SWNH byla dále rozsáhle analyzována pomocí Rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS) a Ramanova spektroskopie. Značně silný vrchol v důsledku jednoduchého vázání uhlíků byl pozorován v C1s XPS spektru SWNH. Tato intenzita píku se zvyšovala oxidačním zpracováním, což se shodovalo se snížením poměru intenzity Raman G / D. Byl vyvozen závěr, že přítomnost značného množství jednoduchých vazebných uhlíků byla důvodem pro jedinečnou montážní strukturu doprovázenou silným pásmem D v Ramanovo spektrum SWNH.[26] Vnitřní struktura SWNH byla zkoumána pozorováním elektronovou mikroskopií po řezání zaměřeným iontovým paprskem (FIB). Bylo zjištěno, že vnitřek sestává z neuspořádaných jednovrstvých grafenových listů s boční velikostí až 10 nm a mezivrstvou vzdáleností přibližně 4–5 Å.[27]

Elektronické vlastnosti

Elektronické vlastnosti jsou do značné míry ovlivněny jedinečnou kuželovou strukturou SWNH. Většina studií o elektronických vlastnostech zkoumala kónické koncové kapsle, které obsahují pět pětiúhelníků v hexagonální síti.[28] Berberský et al. využil teoretické výpočty ke stanovení stability, optimální geometrie a elektronických vlastností SWNH a našel simulovaný simulovaný přenos elektronů do pětiúhelníkových míst hrotů SWNH skenovací tunelovací mikroskopie (STM). Místní hustota elektronické stavy na špičce se liší podle tvarů SWNH, které se liší v relativních umístěních pěti pětiúhelníků.[29] Pokračujeme v tom, Kolesnikov et al. navrhl a hyperboloid geometrie, která má kužel asymptotický na velkou vzdálenost a vyhlazení na špičce pro SWNH. Zkoumali vliv pětiúhelníkových defektů na elektronické vlastnosti SWNH v rámci kontinuum teorie měřicího pole Modelka. Zjistili, že pouze u pěti pětiúhelníků na špičce se u nich objeví normalizovaný elektronový stav Fermiho úroveň (hypotetická úroveň potenciální energie pro elektron uvnitř krystalické pevné látky) pro neomezený hyperboloid.[30]Elektronické vlastnosti dahlia-SWNH a oxidovaných SWNH byly studovány také adsorpcí plynu, jako je CO2(dárce elektronů) a O2 (akceptor elektronů). Zvýšená elektronická vodivost s adsorpcí CO2 znamená, že dahlia-SWNH jsou polovodiče typu n. Na druhou stranu se elektronická vodivost zvyšuje po počátečním poklesu oxidovaných SWNH, což znamená, že SWNH lze transformovat na polovodiče typu p po oxidační úpravě. Počáteční pokles je způsoben přenosem elektronů z CO2 na ox-SWNH ničí díry, snižuje vodivost, zatímco pozdější nárůst je způsoben dalším přenosem elektronů z CO2 po vyrovnání nosičů děr. Podle očekávání bylo přidání CO2 vede ke snížení elektronické vodivosti SWNH.[6][31]

Magnetické vlastnosti

Magnetické vlastnosti úzce souvisí s elektronickými vlastnostmi v SWNH. V jednom elektronická spinová rezonance (ESR) práce, byly objeveny dva elektronické systémy pro SWNH podobné dahlia. První z nich má jedinečnou teplotu aktivovanou paramagnetické citlivost díky dvojrozměrné (2D) struktuře podobné grafenu na povrchu částic dahlia. Druhý typ je způsoben neuspořádaným grafitovým vnitřkem částic dahlia, který se skládá z drcených nanohornů a dotýkajících se grafenových listů. U tohoto typu se citlivost zvyšuje s klesající teplotou až do 17 K. Tato citlivost se skládá z Curie (lokalizované spiny) a významné Pauliho (vodivé elektrony, nezávislé na teplotě) složky. Zde je počet lokalizovaných otočení (1,2 × 10−4 na C atom) je o jednu velikost větší než u uhlíkových nanotrubiček s více stěnami (MWNT), zatímco Pauliho citlivost je srovnatelná s citlivostí MWNT. Na druhé straně je velké potlačení paramagnetické susceptibility pozorováno pod 17 K. Tento jev naznačuje antiferomagnetický korelace mezi lokalizovanými elektrony, ve kterých se lokalizované spiny spárují do antiferomagnetických singletových párů. Koncentrace lokalizovaných elektronů je však příliš nízká. Abych to vysvětlil, Garaj et al. navrhl, že singletová vazba byla zprostředkována vedením elektronů.

Navíc typický SWNH skládající se z ~ 10 000 atomů uhlíku s délkou přibližně 40 nm a průměrem 2 nm má alespoň jeden nepárový elektronový spin, který může pocházet z elektronické struktury špiček nanohornu. Citlivost spinu pro SWNH je o jeden řád menší než u náhodně orientovaného grafitu, ale je blízká citlivosti spinu C60 a C70. Normálně velký diamagnetismus se očekává pro sp2 vázané uhlíkové materiály kvůli existenci π-elektronového orbitálního magnetismu. Předpokládá se, že neobvyklá malá diamagnetická citlivost pozorovaná u SWNH je způsobena zrušením očekávaného velkého diamagnetismu Van Vleckem paramagnetismus.[32]

Funkcionalizace

Byly vyvinuty různé metody pro funkcionalizaci uhlíkových nanorohů, včetně kovalentní vazby, stohování π-π, supramolekulární sestavy a dekorace kovových nanočástic.

Tetracationic ve vodě rozpustný porfyrin (H2P4+) lze znehybnit pomocí π-π stohování interakce na kostru SWNH.[33] Efektivní zhášení fluorescence H.2P4+ skupina v SWNH-H2P4+ nanoensemble byl sondován v ustáleném stavu i časově rozlišenou fluorescenční spektroskopií, což naznačuje oddělení náboje od fotoexcitovaného H2P4+ do SWNH.

Podobně, organický π-elektronový donor, tetrathiafulvalen (TTF-) lze sestavit na SWNH pomocí coulombické přitažlivosti za vzniku ve vodě rozpustného nanohybridu s pozitivně nabitým pyrenem (pyr+) jako médium. Elektronické interakce uvnitř nanoensemble byly zkoumány opticky spektroskopie, indikující přenos elektronů mezi jednotkami TTF a CNH po osvětlení.[34]

SWNH mohou být také oxidovány za vzniku funkčních skupin pro další biologickou modifikaci. Oxidace za pomoci světla s peroxid vodíku efektivně a rychle vytváří bohaté okysličené skupiny, jako jsou karboxylové skupiny na okrajích díry. Tyto okysličené skupiny mohly reagovat s proteinem hovězí sérový albumin za vzniku biokonjugátů, které byly vysoce dispergovány fyziologický roztok pufrovaný fosfáty a mohly by být absorbovány kultivovanými savčími buňkami prostřednictvím endocytóza cesta.[35]

V další zprávě byla funkcionalizace uhlíkových nanohornů dosažena pomocí dvou různých syntetických protokolů: (1) přímý útok volné aminoskupiny na boční stěny nanohornu (nukleofilní adice) a (2) amidační reakce karboxylových funkcí v oxidovaných nanohornech. Elektronické vlastnosti sestav z porfyrinu / nanohornu (SWNH / H2P) byly zkoumány kombinací několika technik k prokázání procesu přenosu elektronů mezi porfyriny a uhlíkovými nanostrukturami.[36]

Kromě toho mohl být ftalocyanin zinečnatý nekovalentně připojen k oxidovaným SWNH prostřednictvím interakcí π-π za vzniku ZnPc-SWNHox, který byl poté funkcionalizován BSA kovalentně za vzniku nanoensemblů ZnPc-SWNHox-BSA. Po fotoexcitaci probíhá separace náboje z excitovaného singletového stavu ZnPc na SWNHox. Tato zjištění mohou rozšířit rozsah využití SWNHox v fotochemie, stejně jako fotobiologie.[37] Zinkový porfyrin by se také mohl vázat na oxidované SWNH prostřednictvím kovalentní vazby s distanční vložkou a korunovým etherem. Tento nanohybrid vykazoval podobné fotoindukované procesy přenosu elektronů.[38]

Kromě toho lze SWNHs funkcionalizovat pomocí nanočástic ušlechtilého kovu. SWNHs přizpůsobené Pd byly připraveny redukcí H2PdCl4 na SWNHs, aby katalyzoval reakci tvorby vody.[39] SWNH by také mohly být zdobeny zlaté nanočástice prostřednictvím blokového polyelektrolytu za vzniku ve vodě rozpustných nanohybridních koloidů. Tento nový materiál je biologicky kompatibilní a má potenciální použití v biomedicínských výzkumech.[40]

Nedávno byly liposomy shromážděny na SWNH elektrostatickou přitažlivostí, aby se vytvořil rozpustný a biologicky kompatibilní nanohybrid. Sestavení lipidů kolem uhlíkových nanorohů by tomuto nanomateriálu poskytlo mnohem širší aplikace, jako je vývoj vakcín a cílené podávání léků vložením cílového proteinu nebo imunogenního proteinu do struktury lipidové dvojvrstvy.[41]

Aplikace

Uhlíkový nanohorn je slibný materiál pro chemické a biosenzory, protože usnadňuje přenos elektronů. Funkcionalizované uhlíkové nanohorny vykazují lepší disperzitu a při biologické konjugaci mohou sloužit biomedicínským aplikacím, jako je sondování, zobrazování a podávání léků. Uhlíkové nanohorny mají také silné katalytické vlastnosti, které lze použít při výrobě palivových článků. Díky své obrovské pórovitosti jsou skvělými materiály pro skladování plynu. Kromě toho, protože mají vysokou proudovou kapacitu a stabilitu, mají uplatnění v oblasti emise.

Materiály senzorů

A čidlo plynu složené ze SWNH lze vyrobit elektrokinetickou metodou pomocí dielektroforézy (DEP). Vodivost senzoru SWNH vyrobeného podle DEP se zvýšila nebo snížila po vystavení hladinám NO v ppm2 nebo NH3Podobně jako dříve získané senzory plynu CNT, což naznačuje, že agregát SWNH se chová jako polovodič typu p. Ze srovnání vyplývá, že vnitřní NO2 citlivost SWNHs je nižší než citlivost CNT s jednou stěnou, ale srovnatelná s vnitřní citlivostí CNT s více stěnami (MWCNT).[42] Další plynový senzor využívající potahový film SWHNs měl za cíl detekovat ozon ve vodě. Tento senzor je založen na jevu, že elektrický odpor filmu SWNHs klesal s adsorpcí molekul ozonu v důsledku přenosu náboje z povrchu SWNHs na O3 molekuly. Posun elektrického odporu filmu SWNH byl korelován s koncentrací ozonu a teplotou na základě jednovrstvá adsorpční model s ohledem na aktivační energie příslušné adsorpce, desorpce a citlivosti přenosu náboje.[43]

SWNH lze také použít k přípravě amperometrického senzoru peroxidu vodíku pomocí elektrody s uhlíkovou pastou. Pastová elektroda SWNHs je zajímavou alternativou k platinové elektrodě o velkém povrchu pro stanovení peroxidu vodíku, což prokazuje bezkovovou a uživatelsky přívětivou elektrochemické metoda snímání.[44] Další biosenzor peroxidu vodíku byl vyroben za použití sójové peroxidem zdobené SWNHs modifikované elektrody založené na realizaci přímé elektrochemie enzymu. Při nepřítomnosti mediátora to H2Ó2 biosenzor vykazoval vysokou citlivost a široký lineární rozsah.[45] Použitím podobných principů vykazovala skleněná uhlíková elektroda modifikovaná SWNHs vynikající elektrochemické katalytické aktivity a mohla by být použita k současnému stanovení kyseliny močové, dopaminu a kyseliny askorbové ve vzorcích moči.[46]

Speciálně navržené SWNH nanokompozity mít všestranné aplikace pro biologické snímání. Jedním příkladem je sendvičový nanohybrid SWNHs – TiO2–Porfyrin, připravený prostřednictvím dentátové vazby TiO2 nanočástice na karboxylátové skupiny. Nanohybrid vykazoval vynikající elektrokatalytickou aktivitu směrem k redukci chloramfenikolu v neutrálním prostředí, což vedlo k vysoce citlivému a stabilnímu amperometrickému biosenzor pro chloramfenikol.[47] Dalším příkladem je specifický peptidem funkcionalizovaný SWNHs nanokompozit, který byl použit k výrobě imunosenzoru směrem k mikrocystinu-LR. Ve srovnání s jinými nanomateriály SWNHs zvýšily citlivost imunotestu.[48]

Nanokompozity

Posílení a nanokompozit s uhlíkové nanotrubice (CNT) zlepšuje své mechanické vlastnosti včetně modulu, pevnosti v tahu a pevnosti v tahu.[49] Rovněž bylo popsáno, že přidání CNT ke kompozitům vláken polyakrylonitril (PAN) / CNT snižuje tendenci fibrilace těchto vláken.[50] Vzhledem k vynikajícím vlastnostem CNH oproti CNT, jako je větší povrchová plocha, se očekává, že nanokompozity vyztužené CNH vykazují ještě vyšší výkon ve srovnání s nanokompozity vyztuženými CNT. Avšak vyšší povrch CNH ve srovnání s CNT vede k vyšší tendenci těchto struktur k aglomeraci, což brání široké aplikaci CNH jako výztuže pro nanokompozity. Aglomeráty fungují jako místa koncentrace stresu, která snižují celkovou sílu nanokompozitů. Dále existují určité zprávy o nepříznivých účincích přítomnosti aglomerátů na fyzikálně-chemické vlastnosti nanokompozitů.

Mechanické vlastnosti nanokompozitů vyztužených CNH jsou studovány experimentálně[51] a pomocí teoretických výpočtů.[52]Během experimentálních studií byly studovány rozsahy experimentálních proměnných zpracování (koncentrace roztoku na bázi PAN, množství nanorohů v suspenzi, frekvence a síla ultrazvuku, doba působení ultrazvuku). Je prokázáno, že prodloužení doby působení ultrazvuku je ve prospěch zmenšení velikosti aglomerátu, zatímco zvýšení polymeru má nepříznivý účinek. Kromě toho přidání povrchově aktivní látky zvyšuje disperzi aglomerátů. Způsob zpracování použitý k výrobě nanokompozitu ovlivňuje distribuci aglomerátů CNH, což následně ovlivňuje mechanické vlastnosti vyrobeného nanokompozitu. Například pevnost v tahu špatně vyrobeného nanokompozitu klesá o 30% až 35% ve srovnání s čistou polymerní matricí. Rovněž byl studován vliv koncentrace CNHs, který ukazuje, že zatímco zvýšení koncentrace CNHs neovlivňuje modul pružnosti materiálu, mění deformační napětí nanokompozitu.

Teoretické studie ukazují, že variace napětí podél CNH je funkcí jejich geometrických vlastností, jako je úhel kužele. Například umístění maximálního normálového normálního napětí se přiblíží ke špičce CNH, jak se zvětšuje úhel kužele (obrázek vpravo). Dále se ukázalo, že variace smykového napětí na povrchu CNH / matice je nesymetrická, což je na rozdíl od symetrického rozložení smykového napětí v rozhraní CNT / matice.

Schematické znázornění axiálního normálového napětí v uhlíkovém nanohornu uloženém v nanokompozitu při axiálním zatížení.

Biomedicínské inženýrství

Přičítáno jeho výrazné struktuře podobné dahlia-květu a již žádoucí velikosti (obvykle <100 nm), SWNH jsou potenciálním nosičem pro intracelulární dodávku. Mohly být úspěšně izolovány a kopolymer (Arabská guma) prostřednictvím sterické stabilizace. a studie in vitro ukázaly, že modifikované SWNH jsou netoxické a lze je použít jako slibný prostředek pro intracelulární dodání.[53]

Toxicita SWNH je zásadním problémem souvisejícím s jejich biomedicínskou aplikací, který byl rozsáhle zkoumán in vitro a in vivo.[54] Bylo zjištěno, že SWNH jsou nedráždivé a nedermální senzibilizátory prostřednictvím testů podráždění kůže a spojivek a testu senzibilizace kůže. Negativní mutagenní a klastogenní potenciály naznačují, že SWNH nejsou karcinogenní. Bylo zjištěno, že akutní perorální toxicita SWNH je poměrně nízká - smrtelná dávka pro krysy byla více než 2 000 mg / kg tělesné hmotnosti. Intratracheální instilace testy odhalily, že SWNH zřídka poškodily plicní tkáň potkanů ​​po dobu 90denního testovacího období, ačkoli byla pozorována černá pigmentace v důsledku nahromaděných nanohornů. I když jsou stále zapotřebí další toxikologická hodnocení, včetně studií chronické (opakovaná dávka), reprodukční a vývojové toxicity, současné výsledky silně naznačují, že odrůdy SWNH mají nízkou akutní toxicitu.

SWNH nacházejí uplatnění v protinádorovém podávání léků a terapii. Oxidované SWNH by se mohly zachytit cisplatina, protirakovinné činidlo, které se pomalu uvolňovalo z SWNH ve vodném prostředí. Uvolněná cisplatina byla účinná při ukončení růstu lidských buněk rakoviny plic, zatímco samotné SWNH neměly žádný takový účinek, což ukazuje, že oxidované SWNH začleněné do cisplatiny jsou potenciálním systémem dodávání léčiva.[55] Později byla popsána nová nanoprecipitační metoda pro zabudování cisplatiny do SWHNox zahrnující disperzi cisplatiny a SWNHox v rozpouštědle s následným odpařením rozpouštědla. Množství zabudované cisplatiny se zvýšilo z dříve uváděné hodnoty 15 na 46% a celkové uvolněné množství cisplatiny také vzrostlo ze 60 na 100% změnou rozpouštědla z dimethylformamid zalít. Současně se protinádorová účinnost cisplatiny @ SWNHox in vitro zvýšila na 4–6krát vyšší než účinnost intaktní cisplatiny. In vivo cisplatina @ SWNHox intratumorálně injikovaná do transplantovaných nádorů myší potlačovala růst nádoru více než intaktní cisplatina. Cisplatina @ SWNHox přilnula k buněčným povrchům in vitro a zůstala v nádorových tkáních in vivo. Proto cisplatina uvolněná z SWNHox realizovala vysoké koncentrace lokálně v buňkách in vitro a ve tkáních in vivo a mohla účinně napadat nádorové buňky.[56]

Podobně, vankomycin hydrochlorid (VCM) by mohl být začleněn do SWNHox pro řízené uvolňování využitím interakcí mezi VCM a SWNHox. Fosfolipid-poly (ethylenglykol) byl použit k úpravě hydrofobního povrchu SWNHoxu za účelem zlepšení jeho disperze ve vodných systémech. Ve studii uvolnění pomocí tohoto komplexu bylo dosaženo stabilního uvolňování VCM po delší dobu.[57]

Polyethylenglykol by mohl být váží se na hydrofobní povrch SWNH, aby se zvýšila jejich dispergovatelnost ve vodě pro další aplikaci při podávání léčiva.[58] Adsorpce konjugátu polyethylenglykol-doxorubicin (PEG-DXR) na SWNHox by mohla vytvořit ve vodě rozpustný nanokompozit. SWNH sloužily jako nosiče léků k realizaci lokální chemoterapie. Při intratumorální injekci způsobily PEG-DXR SWNH významné zpomalení růstu nádoru spojené s prodlouženou retencí DXR v nádoru, což ukazuje, že ve vodě dispergované SWNH jsou užitečné nosiče léčiv pro lokální chemoterapii.[59]

Při podávání léků je nezbytné kvantitativně určit biodistribuci a ultrastrukturální lokalizaci. K dosažení tohoto cíle, Gd2Ó3 nanočástice byly vloženy do agregátů SWNH (Gd2Ó3@SWNHag) k usnadnění detekce a kvantifikace. Gd2Ó3@SWNHag byl intravenózně injikován do myší a množství Gd ve vnitřních orgánech byly měřeny pomocí atomová emisní spektroskopie s indukčně vázanou plazmou: 70–80% z celkového vstřikovaného materiálu nahromaděného v játrech. Schopnost Gd s vysokým rozptylem elektronů umožňuje detekci pomocí energeticky disperzní rentgenové spektroskopie a usnadňuje ultrastrukturální lokalizaci jednotlivých Gd2Ó3@SWNHag s transmisní elektronovou mikroskopií. V játrech je Gd2Ó3@SWNHag byl lokalizován v Kupfferových buňkách, ale nebyl pozorován v hepatocytech. V Kupfferových buňkách je většina Gd2Ó3@SWNHag byl detekován uvnitř fagozomů, ale některé byly v jiném cytoplazmatickém kompartmentu, který byl s největší pravděpodobností fagolysozom.[60]

Palivový článek

Jak bylo uvedeno výše, SWNH mohou být zdobeny Pt nanočástice, které mají velkou katalytickou aktivitu. Pt nanočástice s průměrem menším než 5 nm mohly být dobře rozptýleny na SWNH a tento katalytický nanohybrid byl užitečný pro výrobu energie polymerním elektrolytem palivový článek.[61]

Další palivový článek byl postaven elektropolymerací methylenové modři (MB) na SWNHs modifikovanou elektrodu. Glukóza dehydrogenáza byla poté imobilizována na poly MB-SWNH modifikované elektrodě pro oxidaci glukózy. Zaměstnává nanočástice Pt podporované na funkcionalizovaném TiO2 koloidní sféry s nanoporézním povrchem jako katodovým katalyzátorem, sestavená glukóza / O2 biopalivové články fungují za fyziologického stavu s dobrým výkonem.[62]

Skladování plynu

Skladování vodíku

Skladování vodíku je klíčová umožňující technologie pro rozvoj palivový článek energetické systémy v dopravních aplikacích. Pro ochranu životního prostředí byly požadovány pevné adsorbenty, které mohou skladovat topné plyny, jako je vodík a metan, s vysokou hustotou, protože vodíková a metanová vozidla mají nízké emise CO2. Je však obtížné skladovat tyto plyny ve vysoce hustém stavu, protože superkritické plyny nekondenzují na kapalinu při pokojové teplotě ani při vysokém tlaku. Uhlíkové materiály jako např Grafit nanovlákna (GNF), jednostěnná uhlíkové nanotrubice (SWNT) a modifikované uhlíkové nanotrubice jsou nadějnými kandidáty na skladování vodíku. Mechanismus skladování plynu zahrnuje čtyři různé koncepty, to znamená fyzická adsorpce, chemisorpce, vstřebávání a okluze. Fyzikální adsorpce je nejvhodnějším mechanismem pro aplikaci palivových článků, protože je reverzibilní a rychlost adsorpce i desorpce je velmi vysoká, ačkoli běžná skladovací kapacita fyzickou adsorpcí je omezena kvůli slabým interakcím vodík-vodík a vodík-uhlík. Ačkoliv je prokázáno, že chemisorpce má vysokou adsorpční kapacitu, není reverzibilní. Na druhou stranu absorpce a okluze jsou u uhlíkových materiálů obvykle obtížné, protože uhlíková struktura je tuhá. SWNH je nový materiál podobný SWNT. Díky své vysoké čistotě (> 95%) bez jakéhokoli kovového katalyzátoru byl SWNH považován za ideálního kandidáta pro studii skladování vodíku, bez jakéhokoli možného účinku kovových částic jako katalyzátoru na kapacitu skladování vodíku. Murata a kol. “Studie stanovila přesná fyzikální adsorpční množství superkritického vodíku na sestavách s jednostěnným uhlíkovým nanohornem (SWNH) na 77, 196 a 303 K. Existují dvě fyzikální adsorpční místa SWNH, která jsou intersticiální a interní. I když se hloubky potenciálu interakce intersticiálních a vnitřních prostorů lišily, hustoty vodíku v obou prostorech byly podobné. Molekuly vodíku adsorbované v intersticiálních prostorech nemohou tvořit stabilní shluk kvůli prostorovému omezení, nicméně hydrongen může být stabilizován silnou interakcí tekutina-tekutina v důsledku tvorby shluku ve vnitřních prostorech.[24]

Skladování metanu

Noriaki Sano et al. syntetizovány jednostěnné uhlíkové nanohorny (SWNHs) metodou oblouk-ve-vodě se vstřikováním plynu. Konfigurace elektrod a doba trvání elektrického oblouku byly upraveny tak, aby se zvýšil výtěžek a metan - adsorpční vlastnosti SWNHs. Použitím těchto modifikovaných experimentálních parametrů se zvětšily velikosti klaksonových agregátů SWNH a odpovídajícím způsobem se zvýšila tepelná stabilita SWNH v oxidačním prostředí. SWNH získané za použití výše upravených podmínek adsorbovaly větší množství methanu než SWNH získané z běžných syntetických podmínek. Účinek mírné oxidační úpravy na SWNH na jejich adsorpci methanu naznačil, že SWNH s mikropóry by byly pružnější než původní SWNH. Porovnáním adsorpce methanu na oxidovaných SWNH s adsorpcí na původních SWNH je vidět, že oxidace SWNH významně zvýšila množství metanu adsorbovaného na zdánlivý objem SWNH. Množství metanu adsorbovaného na zdánlivý objem oxidovaných SWNH bylo asi 2krát větší než množství původních SWNH a množství metanu adsorbovaného na hmotnost oxidovaných SWNH bylo asi 1,8krát větší než množství původních SWNH. Rozdíl mezi „2krát“ a 1,8krát “naznačuje, že oxidované SWNH lze komprimovat hustěji než původní SWNH, což je způsobeno změnou strukturní flexibility SWNH způsobenou mírnou oxidací.[63]

Polní emise

Polní emise je emise elektronů vyvolaná elektrostatickým polem. Mezi úkoly optimalizace polních emisí je jedním z klíčových problémů vývoj metod výroby ve velkém měřítku / za nízkou cenu. Uhlíkové nanohorny lze syntetizovat ve velkém množství a produkt, na rozdíl od nanotrubiček, nevyžaduje žádné další čištění. Uhlíkové nanohornové tenké filmy vykazují dobré emisní charakteristiky pole díky ostrým strukturám podobným klaksonu, zejména nízkému zapínacímu poli a dobré dlouhodobé stabilitě. Jediný výrazný rozdíl oproti nanotrubičkovým filmům je ten, když jsou proudové hustoty vyšší než 1 mA / cm2, bude na vzorek působit trvalé poškození, zatímco nanotrubice vydrží hustoty, které jsou vyšší alespoň o dva řády. To může být opět způsobeno velmi zvláštní strukturou a vysokou měrnou odolností nanohornů. Protože jejich dlouhodobá stabilita je srovnatelná se stabilitou nanotrubiček, mohly by nanohorny představovat lákavou alternativu pro aplikace polních emisí, které nevyžadují vysokou proudovou hustotu.[64]

Reference

  1. ^ A b Iijima, S; Yudasaka M; Yamada R; Bandow S; Suenaga K; Kokai F; Takahashi K (1999). „Nanoagregáty jednostěnných grafitových uhlíkových nanorohů“. Chem. Phys. Lett. 309 (3–4): 165–170. Bibcode:1999CPL ... 309..165I. doi:10.1016 / S0009-2614 (99) 00642-9.
  2. ^ A b Bandow, S; Kokai F; Takahashi K; Yudasaka M; Qin LC; Iijima S (2000). "Anomálie mezer mezi vrstvami jednostěnného uhlíkového nanohornového agregátu". Chem. Phys. Lett. 321 (5–6): 514–519. Bibcode:2000CPL ... 321..514B. doi:10.1016 / S0009-2614 (00) 00353-5.
  3. ^ Harris, P.J.F .; S. C. Tsang; J. B. Claridge; M. L. H. Green (1994). "Studie elektronového mikroskopu s vysokým rozlišením na mikroporézním uhlíku". J. Chem. Soc. Faraday Trans. 90 (18): 2799–2802. doi:10,1039 / ft9949002799.
  4. ^ Kroto, H; J. R. Heath; S. C. O'Brien; R. F. Curl; R. E. Smalley (1985). "C60 Buckminsterfullerene". Příroda. 318 (6042): 162–163. Bibcode:1985 Natur.318..162K. doi:10.1038 / 318162a0.
  5. ^ Iijima, S; Ichihashi T (1993). "Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter". Příroda. 363 (6430): 603–605. Bibcode:1993Natur.363..603I. doi:10.1038/363603a0.
  6. ^ A b Yodasaka, M; Iijima S; Crespi VH (2008). "Single-Wall Carbon Nanohorns and Nanocones". Topics Appl. Fyzika. Topics in Applied Physics. 111: 605–629. doi:10.1007/978-3-540-72865-8_19. ISBN  978-3-540-72864-1.
  7. ^ Pagona, G; Mountrichas G; Rotas G; et al. (2009). "Properties, applications and functionalisation of carbon nanohorns". International Journal of Nanotechnology. 176–195. 6: 176. Bibcode:2009IJNT....6..176P. doi:10.1504/IJNT.2009.021715.
  8. ^ Zhu, SY; Xu GB (2010). "Single-walled carbon nanohorns and their applications". Nanoměřítko. 2 (12): 2538–2549. Bibcode:2010Nanos...2.2538Z. doi:10.1039/c0nr00387e. PMID  20957266.
  9. ^ Kasuya, D; Yudasaka M; Takahashi K; Kokai F; Iijima S (2002). "Selective Production of Single-Wall Carbon Nanohorn Aggregates and Their Formation Mechanism". J. Phys. Chem. B. 106 (19): 4947–4951. doi:10.1021/jp020387n.
  10. ^ Ajima, K; Yudasaka M; Murakami T; Maigné A; Shiba K; Iijima S (2005). "Carbon Nanohorns as Anticancer Drug Carriers". Mol. Pharm. 2 (6): 475–480. doi:10.1021/mp0500566. PMID  16323954.
  11. ^ Murata, K; Hashimoto A; Yudasaka M; Kasuya D; Iijima S (2004). "The Use of Charge Transfer to Enhance the Methane-storage Capacity of Single-Walled, Nanostructured Carbon". Adv. Mater. 16 (17): 1520. doi:10.1002/adma.200400240.
  12. ^ Yoshitakea T, Shimakawaa Y, Kuroshimaa S, Kimuraa H, Takahashic K, Kokaic F, Yudasakab, M, Iijima S (2002). "Preparation of Fine Platinum catalyst Supported on Single-wall Carbon Nanohorns for Fuel Cell Application". Physica B. 323 (1–4): 124–126. Bibcode:2002PhyB..323..124Y. doi:10.1016/S0921-4526(02)00871-2.
  13. ^ Yamaguchi, T; Bandow S; Iijima S (2004). "Synthesis of carbon nanohorn particles by simple pulsed arc discharge ignited between pre-heated carbon rods". Chem. Phys. Lett. 389 (1–3): 181–185. Bibcode:2004CPL...389..181Y. doi:10.1016/j.cplett.2004.03.068.
  14. ^ Inagaki, M; Kaneko K; Nishizawa T (2004). "Nanocarbons-recent research in Japan". Uhlík. 42 (8–9): 1401–1417. doi:10.1016/j.carbon.2004.02.032.
  15. ^ Murata, K; Kaneko K; Kokai F; Takahashi K; Yudasaka M; Iijima S (2000). "Pore structure of single-wall carbon nanohorn aggregates". Chem. Phys. Lett. 331 (1): 14–20. Bibcode:2000CPL...331...14M. doi:10.1016/S0009-2614(00)01152-0.
  16. ^ Ohba, T; Murata K; Kaneko K (2001). „N2 Adsorption in an Internal Nanopore Space of Single-Walled Carbon Nanohorn GCMC Simulation and Experiment". Nano Lett. 1 (7): 371–373. Bibcode:2001NanoL...1..371O. doi:10.1021/nl010030f.
  17. ^ Murata, K; Kaneko K (2001). "Porosity Evaluation of Intrinsic Intraparticle Nanopores of Single Wall Carbon Nanohorn". Nano Lett. 1 (4): 197–199. Bibcode:2001NanoL...1..197M. doi:10.1021/nl015509m.
  18. ^ Murata, K; Hirahara K; Yudasaka M; Iijima S; Kasuya D; Kaneko K (2002). "Nanowindow-Induced Molecular Sieving Effect in a Single-Wall Carbon Nanohorn". J. Phys. Chem. B. 106 (49): 12668–12669. doi:10.1021/jp026909g.
  19. ^ Bekyarova, E; Kaneko K; Yudasaka M; Kasuya D; Iijima S; Huidobro A; Rodriguez-Reinoso F (2003). "Controlled Opening of Single-Wall Carbon Nanohorns by Heat Treatment in Carbon Dioxide". J. Phys. Chem. B. 107 (19): 4479–4484. doi:10.1021/jp026737n.
  20. ^ Bekyarova, E; Kaneko K; Yudasaka M; Murata K; Kasuya D; Iijima S (2002). "Micropore Development and Structure Rearrangement of Single-Wall Carbon Nanohorn Assemblies by Compression". Adv. Mater. 14 (13–14): 973–975. doi:10.1002/1521-4095(20020705)14:13/14<973::aid-adma973>3.0.co;2-l.
  21. ^ Murata, K; Kaneko K; Steele W; Kokai F; Takahashi K; Kasuya D; Hirahara K; Yudasaka M; Iijima S (2001). "Molecular Potential Structures of Heat-Treated Single-Wall Carbon Nanohorn Assemblies". J. Phys. Chem. B. 105 (42): 10210–10216. doi:10.1021/jp010754f.
  22. ^ Bekyarova, E; Kaneko K; Kasuya D; et al. (2002). "Oxidation and porosity evaluation of budlike single-wall carbon nanohorn aggregates". Langmuir. 18 (10): 4138–4141. doi:10.1021/la0117348.
  23. ^ Utsumi, S; Miyawaki J; Tanaka H; et al. (2005). "Opening Mechanism of Internal Nanoporosity of Single-Wall Carbon Nanohorn". J. Phys. Chem. B. 109 (30): 14319–14324. doi:10.1021/jp0512661. PMID  16852800.
  24. ^ A b Murata, K; Kaneko K; Kanoh H; et al. (2002). "Adsorption Mechanism of Supercritical Hydrogen in Internal and Interstitial Nanospaces of Single-Wall Carbon Nanohorn Assembly". J. Phys. Chem. B. 106 (43): 11132–11138. doi:10.1021/jp020583u.
  25. ^ Yang, CM; Noguchi H; Murata K (2005). "Highly ultramicroporous single-walled carbon nanohorn assemblies". Adv. Mater. 17 (7): 866–870. doi:10.1002/adma.200400712.
  26. ^ Utsumi, S; Honda H; Hattori Y; et al. (2007). "Direct Evidence on C-C Single Bonding in Single-Wall Carbon Nanohorn Aggregates". J. Phys. Chem. C. 111 (15): 5572–5575. doi:10.1021/jp071273k.
  27. ^ Xu, JX; Tomimoto H; Nakayama T (2011). "What is inside carbon nanohorn aggregates?". Uhlík. 49 (6): 2074–2078. doi:10.1016/j.carbon.2011.01.042.
  28. ^ Gara, S; Thien-Nga L; Gaal R; Forró L; Takahashi K; Kokai F; Yudasaka M; Iijima S (2000). "Electronic properties of carbon nanohorns studied by ESR". Phys. Rev. B. 62 (24): 17115–17119. Bibcode:2000PhRvB..6217115G. doi:10.1103/PhysRevB.62.17115.
  29. ^ Berber, S; Kwon Y; Tománek D (2008). "Electronic and Structural Properties of Carbon Nano-horns". Phys. Rev. B. 64 (4): R2291. arXiv:cond-mat/0003088. Bibcode:2000PhRvB..62.2291B. doi:10.1103/PhysRevB.62.R2291.
  30. ^ Kolesnikov, D.V.; Osipov V.A. (2004). "Electronic Structure of Carbon Nanohorns near the Fermi Level". JETP Lett. 79 (11): 532–536. Bibcode:2004JETPL..79..532K. doi:10.1134/1.1787100.
  31. ^ Urita K, Seki S, Utsumi S, Noguchi D, Kanoh H, Tanaka H, Hattori Y, Ochiai Y, Aoki N, Yudasaka M, Iijima S, Kaneko K (2006). "Effects of Gas Adsorption on the Electrical Conductivity of Single-Wall Carbon Nanohorns". Nano Lett. 6 (7): 1325–1328. Bibcode:2006NanoL...6.1325U. doi:10.1021/nl060120q. PMID  16834404.
  32. ^ Bandow, S; Kokai F; Takahashi K; Iijima S (2000). "Unique magnetism observed in single-wall carbon nanohorns". Appl. Phys. A. 73 (3): 281–285. doi:10.1007/s003390100794.
  33. ^ Pagona, G; Sandanayaka A; Araki Y; et al. (2006). "Electronic Interplay on Illuminated Aqueous Carbon Nanohorn-Porphyrin Ensembles". J. Phys. Chem. B. 110 (42): 20729–20732. doi:10.1021/jp064685m. PMID  17048875.
  34. ^ Pagona, G; Sandanayaka ASD; Maigne A; et al. (2007). "Photoinduced Electron Transfer on Aqueous Carbon Nanohorn–Pyrene–Tetrathiafulvalene Architectures". Chem. Eur. J. 13 (27): 7600–7607. doi:10.1002/chem.200700639. PMID  17676574.
  35. ^ Zhang, MF; Yudasaka M; Ajima K; et al. (2007). "Light-Assisted Oxidation of Single-Wall Carbon Nanohorns for Abundant Creation of Oxygenated Groups that Enable Chemical Modifications with Proteins To Enhance Biocompatibility". ACS Nano. 1 (4): 265–272. doi:10.1021/nn700130f. PMID  19206676.
  36. ^ Cioffi, C; Campidelli S; Sooambar C; et al. (2007). "Synthesis, Characterization, and Photoinduced Electron Transfer in Functionalized Single Wall Carbon Nanohorns". J. Am. Chem. Soc. 129 (13): 3938–3945. doi:10.1021/ja068007p. PMID  17343379.
  37. ^ Sandanayaka, ASD; Ito O; Zhang MF; et al. (2009). "Photoinduced Electron Transfer in Zinc Phthalocyanine Loaded on Single-Walled Carbon Nanohorns in Aqueous Solution". Adv. Mater. 21 (43): 4366–4371. doi:10.1002/adma.200901256. PMID  26042946.
  38. ^ Vizuete, M; Gomez-Escalonilla MJ; Fierro JLG; et al. (2010). "A Carbon NanohornPorphyrin Supramolecular Assembly for Photoinduced Electron-Transfer Processes". Chem. Eur. J. 16 (35): 10752–10763. doi:10.1002/chem.201000299. PMID  20687144.
  39. ^ Itoh, T; Urita K; Bekyarova E; et al. (2008). "Nanoporosities and catalytic activities of Pd-tailored single wall carbon nanohorns". J. Koloidní rozhraní Sci. 322 (1): 209–214. Bibcode:2008JCIS..322..209I. doi:10.1016/j.jcis.2008.02.049. PMID  18387625.
  40. ^ Mountrichas, G; Ichihashi T; Pispas S; et al. (2009). "Solubilization of Carbon Nanohorns by Block Polyelectrolyte Wrapping and Templated Formation of Gold Nanoparticles". J. Phys. Chem. C. 113 (14): 5444–5449. doi:10.1021/jp810640h.
  41. ^ Huang, W; Zhang JF; Dorn HC; et al. (2011). "Assembly of Single-Walled Carbon Nanohorn Supported Liposome Particles". Bioconjugate Chem. 22 (6): 1012–1016. doi:10.1021/bc200098k.
  42. ^ Suehiro, J; Sano N; Zhou GB; et al. (2006). "Application of dielectrophoresis to fabrication of carbon nanohorn gas sensor". Journal of Electrostatics. 64 (6): 408–415. doi:10.1016/j.elstat.2005.11.001.
  43. ^ Sano, N; Ohtsuki F (2007). "Carbon nanohorn sensor to detect ozone in water". Journal of Electrostatics. 65 (4): 263–268. doi:10.1016/j.elstat.2006.09.002.
  44. ^ Zhu, SY; Fan LS; Liu XQ; et al. (2008). "Determination of concentrated hydrogen peroxide at single-walled carbon nanohorn paste electrode". Electrochem. Commun. 10 (5): 695–698. doi:10.1016/j.elecom.2008.02.020.
  45. ^ Shi, LH; Liu XQ; Niu WX; et al. (2009). "Hydrogen peroxide biosensor based on direct electrochemistry of soybean peroxidase immobilized on single-walled carbon nanohorn modified electrode". Biosens. Bioelectron. 24 (5): 1159–1163. doi:10.1016/j.bios.2008.07.001. PMID  18703329.
  46. ^ Zhu, SY; Li HJ; Niu WX; et al. (2009). "Simultaneous electrochemical determination of uric acid, dopamine, and ascorbic acid at single-walled carbon nanohorn modified glassy carbon electrode". Biosens. Bioelectron. 25 (4): 940–943. doi:10.1016/j.bios.2009.08.022. PMID  19733474.
  47. ^ Tu, WW; Lei JP; Ding L; et al. (2009). "Sandwich nanohybrid of single-walled carbon nanohorns–TiO2–porphyrin for electrocatalysis and amperometric biosensing towards chloramphenicol". Chem. Commun. (28): 4227–4229. doi:10.1039/b906876g. PMID  19585029.
  48. ^ Zhang, J; Lei JP; Xu CL; et al. (2010). "Carbon Nanohorn Sensitized Electrochemical Immunosensor for Rapid Detection of Microcystin-LR". Anální. Chem. 82 (3): 1117–1122. doi:10.1021/ac902914r. PMID  20055449.
  49. ^ Chae, Han; Sreekumar, T.V.; Uchida, Tetsuya; Kumar, Satish (2005). "A comparison of reinforcement efficiency of various types of carbon nanotubes in polyacrylonitrile fiber". Polymer. 46 (24): 10925–10935. doi:10.1016/j.polymer.2005.08.092.
  50. ^ Min, Byung; Sreekumar, T.V.; Uchida, Tetsuya; Kumar, Satish (2005). "Oxidative stabilization of PAN/SWNT composite fiber". Uhlík. 43 (3): 599–604. doi:10.1016/j.carbon.2004.10.034.
  51. ^ Szczypta, Aneta; Blazewicz, Stanislaw (2011). "Manufacturing and physico-mechanical characterization of carbon nanohorns/polyacrylonitrile nanocomposites". Journal of Materials Science. 46 (17): 5680–5689. Bibcode:2011JMatS..46.5680F. doi:10.1007/s10853-011-5519-3.
  52. ^ Momeni, Kasra; Yassar, R. S. (2010). "Stress Distribution on a Single-Walled Carbon Nanohorn Embedded in an Epoxy Matrix Nanocomposite Under Axial Force". Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 7 (6): 1035–1041. doi:10.1166/jctn.2010.1450.
  53. ^ Fan, XB; Tan J; Zhang GL (2007). "Isolation of carbon nanohorn assemblies and their potential for intracellular delivery". Nanotechnologie. 18 (19): 1–6. Bibcode:2007Nanot..18s5103F. doi:10.1088/0957-4484/18/19/195103.
  54. ^ Miyawaki, J; Yudasaka M; Azami T; et al. (2008). "Toxicity of Single-Walled Carbon Nanohorns". ACS Nano. 2 (2): 213–226. doi:10.1021/nn700185t. PMID  19206621.
  55. ^ Ajima, K; Yudasaka M; Murakami T; et al. (2005). "Carbon Nanohorns as Anticancer Drug Carriers". Molekulární farmaceutika. 2 (6): 475–480. doi:10.1021/mp0500566. PMID  16323954.
  56. ^ Ajima, K; Murakami T; Mizoguchi Y; et al. (2008). "Enhancement of In Vivo Anticancer Effects of Cisplatin by Incorporation Inside Single-Wall Carbon Nanohorns". ACS Nano. 2 (10): 2057–2064. doi:10.1021/nn800395t. PMID  19206452.
  57. ^ Xu, JX; Yudasaka M; Kouraba S; et al. (2008). "Single wall carbon nanohorn as a drug carrier for controlled release". Chem. Phys. Lett. 461 (4–6): 189–192. Bibcode:2008CPL...461..189X. doi:10.1016/j.cplett.2008.06.077.
  58. ^ Matsumura, S; Sato S; Yudasaka M; et al. (2009). "Prevention of Carbon Nanohorn Agglomeration Using a Conjugate Composed of Comb-Shaped Polyethylene Glycol and a Peptide Aptamer". Molekulární farmaceutika. 6 (2): 441–447. doi:10.1021/mp800141v. PMID  19718797.
  59. ^ Murakami, T; Sawada H; Tamura G; et al. (2008). "Water-dispersed single-wall carbon nanohorns as drug carriers for local cancer chemotherapy". Nanomedicína. 3 (4): 453–463. doi:10.2217/17435889.3.4.453. PMID  18694307.
  60. ^ Miyawaki, J; Matsumura S; Yuge R; et al. (2009). "Biodistribution and Ultrastructural Localization of Single-Walled Carbon Nanohorns Determined In Vivo with Embedded Gd2Ó3 Labels". ACS Nano. 3 (6): 1399–1406. doi:10.1021/nn9004846. PMID  19480401.
  61. ^ Sano, N; Ukita SI (2006). "One-step synthesis of Pt-supported carbon nanohorns for fuel cell electrode by arc plasma in liquid nitrogen". Mater. Chem. Phys. 99 (2–3): 447–450. doi:10.1016/j.matchemphys.2005.11.019.
  62. ^ Wen, D; Deng L; Zhou M; et al. (2010). "A biofuel cell with a single-walled carbon nanohorn-based bioanode operating at physiological condition". Biosens. Bioelectron. 25 (6): 1544–1547. doi:10.1016/j.bios.2009.11.007. PMID  20006485.
  63. ^ Sano, N; Y Akita; H Tamon; et al. (2011). "Effects of synthesis conditions on the structural features and methane adsorption properties of single-walled carbon nanohorns prepared by a gas-injected arc-in-water method" (PDF). Journal of Applied Physics. 109 (12): 124305–124315. Bibcode:2011JAP...109l4305S. doi:10.1063/1.3600236. hdl:2433/143740.
  64. ^ Bonard, J M; R Gaal; S Garaj; et al. (2002). "Field emission properties of carbon nanohorn films". Journal of Applied Physics. 91 (12): 10107–10109. Bibcode:2002JAP....9110107B. doi:10.1063/1.1481200.