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Aug 24, 2023

Carbonio

June 5, 2023 This article

5 giugno 2023

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a cura del Beijing Institute of Technology Press Co.

I nanomateriali a base di carbonio sensibili agli stimoli stanno guadagnando molta attenzione grazie alla loro versatilità, compresa la diagnosi e il trattamento delle malattie. Funzionano con stimoli endogeni (pH, temperatura, enzimi e redox) o esogeni (temperatura, luce, campo magnetico, ultrasuoni). I nanomateriali a base di carbonio sensibili agli stimoli possono essere utilizzati come materiali intelligenti con proprietà fisico-chimiche sintonizzabili dinamicamente in risposta ai cambiamenti negli stimoli ambientali interni o esterni. Le loro diverse combinazioni di nanostrutture e progetti molecolari, nonché di complessi funzionali con diversi trasportatori, creano nuove opportunità per lo sviluppo di nanomateriali intelligenti avanzati.

Un gruppo di ricerca del Beijing Institute of Technology ha esaminato la classificazione e l'applicazione dei nanomateriali a base di carbonio che rispondono agli stimoli, in base alle loro microstrutture e proprietà, e ha discusso le applicazioni dei nanomateriali a base di carbonio che rispondono agli stimoli nelle sonde, nel bioimaging e nella terapia dei tumori e altri campi. Infine, analizzano e riassumono i vantaggi e gli svantaggi dei nanomateriali a base di carbonio sensibili agli stimoli e forniscono una prospettiva sulle loro prospettive di applicazione.

Hanno pubblicato le loro raccomandazioni su Cyborg and Bionic Systems a marzo.

Gli autori classificano i nanomateriali a base di carbonio in tre categorie principali: nanotubi di carbonio, nanosfere di carbonio e nanofibre di carbonio. Allo stesso tempo, vengono elencati diversi nanomateriali a base di carbonio sensibili agli stimoli coinvolti nella ricerca alla frontiera della scienza e dell'ingegneria, e differenze più specifiche si riflettono nei metodi di sintesi e preparazione di vari nanomateriali di carbonio.

Quindi, gli autori elencano le applicazioni dei materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio nel campo delle sonde, del bioimaging e della terapia dei tumori. I nanomateriali a base di carbonio vengono utilizzati nelle applicazioni di anticontraffazione e di imaging ottico grazie alle loro proprietà ottiche uniche. La coniugazione con diversi reagenti di rilevamento mirati può aumentare la sensibilità dei nanomateriali a base di carbonio. I nanomateriali a base di carbonio possono essere utilizzati anche come trasportatori di farmaci o reagenti terapeutici (fototermici, fotodinamici, chemioterapici, ecc.) per il trattamento delle malattie.

Infine, gli autori discutono i limiti dello sviluppo di materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio e le prospettive future. I materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio non solo hanno eccellenti proprietà fisiche e chimiche, ma possono anche essere combinati con altri polimeri per la funzionalizzazione e diventare eccellenti vettori per la somministrazione di farmaci e il trattamento del cancro. Al momento, la sicurezza dei materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio è sconosciuta a causa della mancanza di prove chiave negli esperimenti clinici medici. Per ridurre meglio la controversia sui materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio e aumentare la credibilità, è necessario condurre ricerche approfondite su tossicologia, patologia e biodinamica.

Questa recensione riassume la classificazione dei materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio e la loro applicazione nel campo della biologia e della chimica, e discute i difetti esistenti e il loro sviluppo futuro. In generale, molti studi hanno dimostrato che i materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio svolgono un ruolo importante in campo biomedico attraverso l’ibridazione. Tuttavia, per ridurre al meglio la controversia su di essi e aumentare la loro credibilità, è necessario condurre ricerche approfondite sulla tossicologia e sulla patologia. In futuro, ci si aspetta che i ricercatori sviluppino nuovi metodi sintetici o creino nuovi materiali compositi per migliorare la sicurezza dei materiali sensibili agli stimoli a base di carbonio e renderli più vantaggiosi per la vita umana.