药物缓释载体：新型碳纳米锅状材料

材料牛注：日前，日本熊本大学的科研人员研制出一种新型锅状碳纳米材料，其深度为其它已研备出的所有中空结构碳纳米材料的数倍。这一特性使其能够大量释放空腔储存的物质，在药物释放的应用上拥有广阔前景。

图中黄色标示显示碳纳米空腔材料由多层不同的石墨烯构成。插图为白色虚线部分的放大，其中标出数值为平均层间距大小，箭头所指的部分为外表层上的石墨烯。

碳元素质量轻，储量大，键结合力强且环保，因此，碳材料将会在环保型社会中得到愈加广泛的应用。最近，长宽高均控制在100nm以下的纳米碳材料研制成功。这些材料拥有极限形状，比如小颗粒、薄板状和细纤维状的物质，例如中空笼状碳分子富勒烯、圆柱状碳纳米管以及单原子厚层碳分子石墨烯。

为什么需要这些微小碳材料呢？原因之一在于，当体积减小时，碳材料表面积随之增加，与其他材料的接触面积增大，物质反应速率加快。用纳米材料取代现有物质可以使材料在不改变重量和体积的前提下，大幅增加表面积，也就相当于扩大了材料的尺寸，提高了其性能。

现今，日本熊本大学的助理教授横井成功研制出一种具有更深孔深的容器状碳纳米材料。

黑色箭头指示开口碳纳米空腔的末位置。红色的结构示意图显示的是接近材料末端且与石墨烯层边缘链接的羟基基团。

研究人员运用自创的新合成方法来研制这种材料。该腔体材料结构复杂，底部、中部和颈部都有不同石墨烯层堆叠而成，外表面上的石墨烯层密度很大。由于性能独特，横井助教及其同事将这种材料命名为“碳纳米锅”。

这种碳纳米锅外径为20 ~ 40 nm，内径为5 ~ 30 nm，长100 ~ 200 nm。该材料的创新之处还在于将碳纳米锅与一长度为20 ~ 100 µm的碳纳米纤维相连，即碳纳米锅材料也可用作为碳纳米纤维。一段材料与另一段的连接呈头尾相连的模式，无共用的石墨烯片层。因此，两段材料的分离显得尤为简单。

助理教授横井说：“详细的表面分析结果显示，碳纳米锅材料外表面的羟基成簇状堆存，这将使本身疏水的石墨烯层呈现亲水性。换句话说，碳纳米锅材料兼具亲水和疏水的双重特性。我们正在进行更为详尽的表面分析来确定这一双重特性的存在。”

由于这一新型碳纳米锅材料空孔深度大，故可用在药物释放系统以促进人体病患部位对药物的吸收。

参考原文链接：Development of a novel carbon nanomaterial 'pot'

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