Advertisement
Nanokapsuły hybrydowe NHC2
Japonia jest krajem, który nieustająco poszukuje nowych rozwiązań technologicznych. Ochrona środowiska stała się dla Japończyków sprawą priorytetową, dlatego też Kraj Wschodzącego Słońca posiada ogromne doświadczenie w dziedzinie produkcji energii odnawialnej (biopaliw, biokomponentów itp.).



Fot. 1. Nanokapsuła hybrydowa 2 (NHC2).

Technologia do produkcji materiałów energii odnawialnej, w skład której wchodzą tzw. mikrokapsuły, znana jest w Japonii od wielu lat. Nanokapsuły hybrydowe NHC2 (nanohybrid capsule 2) są bardzo małymi (1 nanometr = 10 mln/m) nanocząstkami składającymi się z powłoki i przestrzeni, w których mogą być umieszczane inne substancje.
Zdaniem eksperta z Japonii, Takashi Takebayashi, nowa technologia jest innowacyjnym rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska, gdyż plastik zawierający nanokapsuły ulega rozkładowi.
Ogromna funkcjonalność nanokapsuł NHC2 daje możliwość stosowania ich do produkcji różnych opakowań, np. materiałów buforowych, toreb plastikowych, worków na śmieci, do produkcji butelek typu PET, części samochodowych, urządzeń elektronicznych itd. Produkty plastikowe, które zawierają w swym
składzie nanokapsuły, w procesie utylizacji będą przyjazne dla środowiska naturalnego, a tym samym nie przyczynią się do zwiększenia stężenia CO2 w atmosferze, który jest sprawcą globalnego ocieplenia.
Zastosowanie nanokapsuł zachodzi w aplikacjach związanych z minimalizacją wzajemnych odziaływań chemicznych i higroskopii, poprzez wyeliminowanie utlenienia, oraz kontrolowanie uwolnienia nutraceutyków. W wyniku owego procesu powstałe substancje bioaktywne dodane do żywności mają właściwości zdrowotne, np. zapobiegają chorobom przewlekłym, zwyrodnieniom lub czynnikom związanym z procesami starzenia się organizmu.
Technologia nanokapsuł ma obecnie duże zastosowanie w kosmetologii. Produkcja nowych kosmetyków uwarunkowana jest koniecznością kontroli uwolnienia substancji z organizmu lub ich ochroną przed dostaniem się do środowiska naturalnego. Nanokapsuły wykorzystuje się również w farmakologii do produkcji tzw. inteligentnych lekarstw (smart drugs), które posiadają specyficzne chemiczne receptory mogące pomóc w leczeniu wielu chorób.
Realia gospodarki światowej powodują, że konieczne jest wdrożenie nowej technologii w ochronie środowiska, przemyśle agrochemicznym oraz inżynierii genetycznej. Ponadto nanokapsuły mogą być wykorzystywane jako enzymy kapsułowe, katalizatory, oleje, kleje, polimery, nieorganiczne mikro- i nanocząstki lub nawet jako komórki biologiczne.
Nowe nanokapsuły NHC2 charakteryzują się zredukowaną emisją CO2, np. podczas spalania plastiku. W dobie obecnego zanieczyszczenia naturalnych zasobów ziemskich ma to zbawienny wpływ na środowisko naturalne. Reakcja następuje po podgrzaniu temperatury, topnieje, a potem wyparowuje. Wyparowujący gaz palny łączy się z tlenem (w wyniku reakcji utleniania), dając palną mieszaninę przyjazną środowisku naturalnemu.
Włączenie metalicznej porfiryny do nanokapsuły powoduje kontrolowanie wydzielania się CO2 na etapie parowania i stapiania. Metaliczna porfiryna, która stała się absorbentem tlenu, została zamieniona w nanocząstkę, a jej powierzchnia została gwałtownie rozszerzona, dzięki czemu tlen jako adsorbent zaczął działać. Reakcja ta nie zawiera substancji trujących mimo tego, że po spaleniu pozostaje popiół.
Metaliczna porfiryna jest związkiem, który istnieje w naszych ciałach i w środowisku naturalnym. Pierścień porfiryny, będący jej podstawowym korpusem, powstaje wtedy, gdy pirol (aromatyczny związek organiczny) łączy się z formaldehydem (wodny roztwór aldehydu mrówkowego, czyli formalina), a woda ulega usunięciu wskutek kondensacji. Natomiast związek, który zawiera jon metalu, to porfiryna metaliczna.
Nanokapsuła NHC2 (fot. 1) charakteryzuje się poprawioną biokompatybilnością i wytrzymałością kryształu, redukcją emisji CO2, funkcjonalnością, bezpieczeństwem wobec ciała ludzkiego i stabilnością materiału.

Mirosław Słowakiewicz
Rie Motonaga
Anna Maria Sierpińska
 

© 2021 Grupa INFOMAX