Un roman, en forme de pot, nanomatériau de carbone développé par des chercheurs de l'université de Kumamoto, Le Japon est plusieurs fois plus profond que n'importe quelle nanostructure creuse de carbone précédemment produite. Cette caractéristique unique permet au matériau de libérer progressivement les substances qu'il contient et devrait être bénéfique dans des applications telles que les systèmes d'administration de médicaments.

Le carbone est un élément léger, abondant, a une forte force de liaison, et respectueux de l'environnement. La gamme de matériaux à base de carbone devrait se généraliser dans la société respectueuse de l'environnement du futur. Récemment, des matériaux de carbone de taille nanométrique (un milliardième de mètre) ont été développés avec des longueurs, largeurs, ou des hauteurs inférieures à 100 nm. Ces matériaux prennent des formes extrêmes telles que de minuscules substances à grains, substances minces en forme de feuille, et les substances fibreuses minces. Des exemples de ces nouveaux matériaux sont les fullerènes, qui sont des molécules de carbone en forme de cage creuse; nanotubes de carbone, nanostructures cylindriques de molécules de carbone; et le graphène, feuilles de molécules de carbone d'une épaisseur d'un atome.

Pourquoi ces minuscules substances sont-elles nécessaires ? L'une des raisons est que les réactions avec d'autres matériaux peuvent être beaucoup plus importantes si une substance a une surface accrue. Lors de l'utilisation de nanomatériaux à la place de matériaux existants, il est possible de modifier significativement la surface sans changer de poids et de volume, améliorant ainsi à la fois la taille et les performances. Le développement des nanomatériaux de carbone a fourni de nouveaux matériaux nanostructurés avec des formes et des caractéristiques qui surpassent les matériaux existants.

Maintenant, les recherches du laboratoire du professeur associé de l'université de Kumamoto Yokoi ont abouti au développement réussi d'un nanomatériau de carbone de type conteneur avec un orifice beaucoup plus profond que celui trouvé dans des matériaux similaires. Pour créer le nouveau matériau, les chercheurs ont utilisé les leurs, nouvelle méthode de synthèse de matériaux. Le nanomatériau en forme de conteneur a une forme complexe constituée de couches variées de graphène empilé au fond, le corps, et les zones du col du récipient, et les bords de graphène le long de la surface extérieure du corps se sont avérés très denses. Grâce à ces fonctionnalités innovantes, Le professeur associé Yokoi et ses collègues ont nommé le matériau le « nanopot de carbone ».

Le nanopot de carbone a un diamètre extérieur de 20 ~ 40 nm, un diamètre intérieur de 5 ~ 30 nm, et une longueur de 100 ~ 200 nm. Lors de sa création, le nanopot de carbone est lié à une nanofibre de carbone d'une longueur de 20 ~ 100 m, ce qui signifie que le nanopot de carbone est également disponible sous forme de nanofibre de carbone. A la jonction entre les nanopots, le fond d'un pot repose simplement sur l'ouverture du suivant sans partager une connexion de feuille de graphène. Par conséquent, la séparation des nanopots est très facile.

« À partir d'une analyse de surface détaillée, des groupes hydroxyles hydrophiles ont été trouvés regroupés le long de la surface extérieure du corps du nanopot de carbone, " a déclaré le professeur associé Yokoi. " Le graphène est généralement hydrophobe, cependant, si les groupes hydroxyle sont densément entassés sur la surface externe du corps, cette zone sera hydrophile. En d'autres termes, Les nanopots de carbone pourraient être un nanomatériau unique avec des caractéristiques à la fois hydrophobes et hydrophiles. Nous sommes actuellement en train d'effectuer une analyse de surface plus sophistiquée afin d'obtenir cette assurance. »

Puisque ce nouveau nanopot de carbone a un orifice relativement profond, l'une de ses utilisations attendues est d'améliorer les systèmes d'administration de médicaments en agissant comme une nouvelle base pour les médicaments à transporter et à absorber par le corps.

Cette découverte a été publiée en tant que document de fond invité dans le Journal de recherche sur les matériaux , le 13 janvier, 2016. De plus, le document a été élu article scientifique clé en Avancées en ingénierie (AIE) le 9 juillet, 2016.