نانو و میکروساختار سطوح بیومواد

Nano and Microarchitecture of Biomaterial Surfaces

چکیده

ریچارد فاینمن (برنده جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۶۵) در جلسه انجمن فیزیک آمریکا در ۲۹ دسامبر سال ۱۹۵۹ با عنوان “اتاق های زیادی در زیر وجود دارد” در انستیتوی فناوری کالیفرنیا (CalTech) سخنرانی کرد، که در آن زمان بحث بر روی موضوع فناوری نانو آغاز شد. فناوری نانو علم، مهندسی و فناوری است که در مقیاس نانو انجام می شود و تقریباً ۱-۱۰۰ نانومتر است که توسط بنیاد ملی نانو فناوری ایالات متحده تعریف شده است (شکل ۱۹.۱). در زمینه بیومواد، این محدوده به معنای واقعی کلمه تا ۱۰۰ نانومتر استفاده می شود. مقداری کمتر از یک میکرومتر نانو محسوب می شود. نانوذرات، نانو الیاف و غیره به ترتیب به موادی با قطر، عرض یا ضخامت نانومتر اشاره دارند. پس پوشش هایی با ضخامت نانومتر یا سطوح ایجاد شده توسط تکنیک های مختلف و ضخامت های نانومتر وجود دارند.

عملیات پلاسمای اکسیژن هر ماده ای منجر به تشکیل لایه اکسیده شده با ضخامت چند نانومتر می شود. اهمیت نانوذرات در زمینه مواد بیولوژیکی، متفاوت از اهمیت آن در فیزیک است که در آن رفتار ناگهانی و غیرمنتظره ای در نانو سیستم ها مشاهده می شود. به عنوان مثال، با محدود کردن برانگیختگی ها در حجم بسیار کم آن ها ، نقاط کوانتومی می توانند انرژی اضافی را که در غیر این صورت به صورت گرما از دست می دهند، جذب کنند و بنابراین بازده تبدیل فوتون ها به انرژی آزاد قابل استفاده را افزایش می دهند. این پدیده زمانی که ابعاد در حدود چند نانومتر باشد اتفاق می افتد. در زمینه بیومواد، هیچ تغییر غیر منتظره ای مانند مثال فوق وجود ندارد. با این حال، ابعاد بسیار کوچک نقش مهمی در عملکرد نانوبیومواد دارد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Richard Feynman (winner o 1965 Nobel Prize in Physics) gave a talk at the American Physical Society meeting on December 29, 1959, titled “There’s Plenty o  Room at the Bottom” at the Cali ornia Institute o Technology (CalTech) upon which the whole discussion on the topic o  nanotechnology started. Nanotechnology is the science, engineering, and technology conducted at the nanoscale, which is about 1–۱۰۰ nm as de ned by the US National Nanotechnology Initiative [1] (Fig. 19.1). In the biomaterials  eld, this range o  up to 100 nm is used literally; something less than a micrometer in size is considered nano. Nanoparticles, nano bers, etc. all re er to materials with nanometer-level diameters, widths, or thicknesses, respectively.

Then there are nanometer thick coatings or sur aces created with various treatment techniques and nanometer-level thicknesses. Oxygen plasma treatment o  any material would lead to the  ormation o  an oxidized layer with several nanometers thick [2]. Importance o  nanoness in the biomaterials  eld is di erent than that in physics where a sudden, unexpected behavior is observed with the nano-systems. For example, “by con ning excitations within their tiny volumes, quantum dots can harvest excess energy that otherwise would be lost as heat, and there ore, greatly increase the e ciency o  converting photons into usable  ree energy” [۳]. This happens when the dimensions are around a  ew nanometers. In the biomaterials  eld, no unexpected changes such as the above example are present. However, the very small dimensions have important contributions to the  unctions o  the nanobiomaterials.