Nanoestructura basada en tubos

Las nanoestructuras basadas en tubos son nanoredes hechas de tubos conectados y exhiben una organización a escala nanométrica por encima del nivel molecular. ^[1]

Las redes son estructuras formadas por conjuntos de células de tamaño uniforme. Se han formado nanoestructuras de redes cerámicas utilizando tubos huecos de nitruro de titanio (TiN). Utilizando octaedros teselados conectados por vértices con puntales huecos de 7 nm con secciones transversales elípticas y espesor de pared de 75 nm se produjeron células aproximadamente cúbicas de 100 nm de lado a una escala de hasta 1 milímetro cúbico. La densidad relativa del material fue del orden de 0,013 (similar a los aerogeles ). ^[2]

Los experimentos de compresión con múltiples ciclos de deformación revelaron resistencias a la tracción de 1,75 GPa sin fallas.

El material se construyó a partir de un diseño digital con escritura láser directa sobre un fotopolímero utilizando litografía de 2 fotones seguida de deposición conforme de TiN mediante deposición de capa atómica y un grabado final para eliminar el polímero. ^[2]

Una red de tubos metálicos anterior produjo microredes de níquel de tubo hueco con una densidad de 0,9 miligramos por centímetro cúbico y una recuperación completa después de una compresión que excedía el 50% de la deformación con una absorción de energía similar a la de los elastómeros . El módulo de Young E escala con la densidad como E ~ ρ2, en contraste con la escala E ~ ρ3 observada para aerogeles ultraligeros y nanoespumas de nanotubos de carbono con arquitectura estocástica. Se midió una dureza de 6 GPa y un módulo de 210 GPa mediante experimentos de nanoindentación y compresión de tubo hueco, respectivamente. Estos materiales se fabrican comenzando con una plantilla formada por prototipado de guía de ondas de fotopolímero autopropagante, recubriendo la plantilla mediante niquelado químico y posteriormente grabando la plantilla. ^{[3] [4]}

Se pueden crear tubos huecos multicapa nanoestructurados combinando la lixiviación capa por capa (LbL) y de plantilla. Dichos materiales son de particular interés para la ingeniería de tejidos, ya que permiten el control preciso de las señales físicas y bioquímicas de los dispositivos implantables. Los tubos se basan en películas multicapa de polielectrolitos . Las estructuras tubulares finales se pueden caracterizar mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), microscopía, hinchamiento y pruebas mecánicas, incluido el análisis mecánico dinámico (DMA) en condiciones fisiológicas simuladas. Se podrían producir películas más robustas mediante reticulación química con genipina . La absorción de agua disminuye de aproximadamente el 390% al 110% después de la reticulación. Los tubos reticulados son estructuras más adecuadas para la adhesión y propagación celular. Las aplicaciones potenciales incluyen la ingeniería de tejidos . ^[5]

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