การทำงานร่วมกันระหว่างเวย์โปรตีนไฟบริลกับท่อนาโนคาร์บอนหรือคาร์บอนนาโนหัวหอม ตอนที่ 1

บทคัดย่อ: เตรียมไฟบริลของเวย์โปรตีนไอโซเลท (WPI) โดยใช้กระบวนการเหนี่ยวนำด้วยกรดไฮโดรไลซิส

ในขณะที่ผู้คนให้ความสำคัญกับการใช้ชีวิตอย่างมีสุขภาพมากขึ้นเรื่อยๆ ความทรงจำก็ค่อยๆ กลายเป็นประเด็นร้อนที่น่ากังวล ไฟเบอร์เป็นส่วนผสมอาหารที่หลายคนมักมองข้าม นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย

ไฟเบอร์เป็นเซลลูโลสจากพืชที่ย่อยไม่ได้ซึ่งสามารถกระตุ้นการบีบตัวของลำไส้ ส่งเสริมการถ่ายอุจจาระ ดูดซับและลดไขมันในเลือด น้ำตาลในเลือด และคอเลสเตอรอลในร่างกายมนุษย์ และลดการเกิดโรคอ้วนและโรคหลอดเลือดหัวใจ นอกจากนี้ ไฟบริลยังสามารถควบคุมสมดุลของจุลนิเวศวิทยาในลำไส้ ส่งเสริมการดูดซึมสารอาหาร และปรับปรุงภูมิคุ้มกัน

ในเวลาเดียวกัน มีการศึกษามากขึ้นเรื่อยๆ ที่แสดงให้เห็นว่าไฟบริลมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความจำ การบริโภคไฟเบอร์สามารถส่งเสริมสุขภาพของลำไส้ ปรับปรุงการทำงานของการเผาผลาญของมนุษย์ และปรับปรุงภูมิคุ้มกันของร่างกาย สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับระบบประสาทของมนุษย์ และสุขภาพของระบบประสาทถือเป็นรากฐานที่สำคัญอย่างหนึ่งของสุขภาพของมนุษย์

นอกจากนี้ สารอาหาร เช่น วิตามินบี วิตามินอี และสังกะสีที่อุดมไปด้วยไฟเบอร์ ยังสามารถส่งเสริมการพัฒนาและการทำงานของระบบประสาทตามปกติ ปรับปรุงการรับรู้และความสามารถในการเรียนรู้ของมนุษย์ และเพิ่มความจำ

โดยสรุป แม้ว่าไฟบริลจะส่งเสริมสุขภาพกาย แต่ยังสามารถปรับปรุงความจำและสติปัญญาของมนุษย์ได้อีกด้วย เราจำเป็นต้องพัฒนานิสัยการกินที่ดีและเพิ่มการบริโภคอาหารที่มีกากใยดิบ เช่น ข้าวโอ๊ต มันเทศ และผักใบเขียวอย่างเหมาะสม เพื่อรักษาสุขภาพที่ดีและส่งเสริมการพัฒนาระบบประสาทให้แข็งแรง ความทรงจำช่วยให้เราเรียนรู้ได้เร็วและมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น ดังนั้นเราจึงควรคิดบวก จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำของเรา และ Cistanche ก็สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมากเพราะยังสามารถควบคุมความสมดุลของสารสื่อประสาท เช่น การเพิ่มระดับอะเซทิลโคลีนและปัจจัยการเจริญเติบโต ซึ่งมีความสำคัญมากต่อความจำและการเรียนรู้ นอกจากนี้ Cistanche ยังช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดและส่งเสริมการส่งออกซิเจน ซึ่งช่วยให้สมองได้รับสารอาหารและพลังงานที่เพียงพอ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความมีชีวิตชีวาและความอดทนของสมอง

คลิกรู้อาหารเสริมเพื่อเพิ่มความจำ

ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) และคาร์บอนนาโนหัวหอม (CNOs) ถูกสร้างขึ้นโดยการสะสมไอของตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี (CVD) ของมีเทน WPI fibril–CNTs และ WPI fibril–-CNOs ถูกเตรียมผ่านการสังเคราะห์ความร้อนใต้พิภพที่ 80 °C

คอมโพสิตแสดงคุณลักษณะโดยการวิเคราะห์ SEM, TEM, FTIR, XRD, Raman และ TG มีการศึกษาการทำงานร่วมกันระหว่าง WPI fibrils CNT และ CNOs WPI fibrils กับ CNT และ CNO ก่อให้เกิดเจลและฟิล์มที่สม่ำเสมอ CNT และ CNO มีการกระจายตัวสูงในเจล ไฮโดรเจลของไฟบริล WPI ที่มี CNT (หรือ CNO) อาจเป็นวัสดุใหม่ที่มีการประยุกต์ในทางการแพทย์หรือสาขาอื่นๆ

CNT และ CNO ทำให้ไฟบริล WPI สั้นลง ซึ่งอาจมีคุณค่าทางการวิจัยที่สำคัญในการรักษาโรคพังผืด เช่น โรคพาร์กินสันและโรคอัลไซเมอร์ FTIR เปิดเผยว่า CNT และ CNO ทั้งคู่มีปฏิสัมพันธ์กับ WPI fibrils

XRDanalysis แนะนำว่า CNT ส่วนใหญ่ถูกห่อด้วย WPI fibrils ในขณะที่ CNO ถูกห่อบางส่วน สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพและลดความเป็นพิษต่อเซลล์ของ CNT และ CNO การศึกษา HR-TEM และ Raman spectroscopy แสดงให้เห็นว่าระดับการสร้างกราฟของ CNT สูงกว่า CNO

หลังจากการผสมข้ามพันธุ์กับ WPI fibrils มีการสร้างข้อบกพร่องเพิ่มเติมใน CNT แต่ข้อบกพร่องดั้งเดิมบางอย่างถูกละทิ้งใน CNO ผลลัพธ์ของ TG ระบุว่ามีการสร้าง WPIfibril – CNT หรือ CNO ระยะใหม่

คำสำคัญ: เวย์โปรตีนไฟบริล; ท่อนาโนคาร์บอน คาร์บอนนาโนหัวหอม คอมโพสิต; ปฏิสัมพันธ์.

1. บทนำ

เวย์โปรตีนเป็นเรื่องธรรมดาและหาได้ง่ายจากนมวัว การเตรียมไฟบริลจากเวย์โปรตีนไอโซเลท (WPI) มีความสำคัญในทางปฏิบัติ ทุกวันนี้ ไฟบริลดาไมลอยด์ที่ประกอบได้เองโดยใช้ส่วนประกอบของเวย์เป็นสาขาการวิจัยที่สำคัญ [1–3]

โดยทั่วไปแล้ว ไฟบริลอะไมลอยด์ได้มาจากการเชื่อมโยงกับอะไมลอยด์ซิส ตัวอย่างเช่น อิสเลทาไมลอยด์เปปไทด์เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวาน และโปรตีนอะไมลอยด์เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ [4]

โปรตีนไฟบริลสามารถสังเคราะห์ได้ในหลอดทดลอง นอกจากนี้แลคโตโกลบูลิน (-lg) ยังสามารถประกอบโปรตีนไฟบริลลาร์ได้เอง [5,6] -lg เป็นโปรตีนทรงกลมที่มีน้ำหนักโมเลกุล 18,400 g·mol−1 และมีรัศมีประมาณ 2 นาโนเมตร [7]

สามารถกระตุ้นการก่อตัวของไฟบริลได้ภายใต้การให้ความร้อนเป็นเวลานาน (6–24 ชั่วโมง) ที่อุณหภูมิ 80 ◦C และมีค่า pH เท่ากับ 2 และมีความแข็งแรงของไอออนิกต่ำ [8] ความยาวเฉลี่ยของไฟบริลคือ 1–8 µm โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 นาโนเมตร [9]

วัสดุที่เป็นโปรตีนในไฟบริลเหล่านี้ถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแผ่นระหว่างโมเลกุล [10] ในระหว่างการก่อตัวของไฟบริล ปริมาณของแผ่นจะเพิ่มขึ้น ท่อนาโนคาร์บอน (CNT) เป็นท่อกลวงที่ทำจากแผ่นกราไฟท์หลายชั้นที่หมุนและม้วนงอรอบแกนเดียวกัน ในมุมหนึ่ง [11]

เส้นผ่านศูนย์กลางมีตั้งแต่ 0.4 (SWCNT) ถึง 100 นาโนเมตร (MWCNT) ความยาวสามารถเข้าถึงได้หลายไมครอน และมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า ความเสถียรทางเคมี และพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ [12] ท่อนาโนคาร์บอนมักถูกใช้เป็นวัสดุอุดเพื่อเตรียมนาโนคอมโพสิตเพื่อปรับปรุงพฤติกรรมทางกลของวัสดุเมทริกซ์

การใช้งานทางชีวภาพของท่อนาโนคาร์บอนยังได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง เช่น ในไบโอเซนเซอร์ การส่งยาและวัคซีน วิศวกรรมเนื้อเยื่อ [13] และวัสดุชีวภาพใหม่ [14] อย่างไรก็ตาม CNT ที่บริสุทธิ์มีความสามารถในการละลายต่ำและมีความเป็นพิษต่อเซลล์ [15] สารชีวโมเลกุลที่ติดอยู่ เช่น โปรตีน DNA และ RNA สามารถส่งเสริมการกระจายตัวของ CNT ได้ [16]

ปฏิกิริยาทางกายภาพกับชีวโมเลกุลอาจเปลี่ยนแปลงกิจกรรมทางชีวภาพในร่างกาย [17] หลังจากการทำงานและการปรับเปลี่ยน CNT สามารถโหลดยาประเภทต่างๆ ตามวัตถุประสงค์ที่กำหนด [18] ระบบที่ใช้ CNT ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพสามารถโหลดสารรักษาโรค การกำหนดเป้าหมาย และการตรวจวิเคราะห์ได้หลายรายการสำหรับการรักษาโรคมะเร็ง

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า CNT ที่ทำหน้าที่แล้วสามารถข้ามพลาสมาเมมเบรนผ่านกลไกที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านกระบวนการเอนโดไซโตซิส [19–21] คาร์บอนนาโนหัวหอม (CNO) ประกอบด้วยเปลือกฟูลเลอรีนที่มีศูนย์กลางหลายชั้น

โครงสร้างกรงภายในกรงสร้างคุณสมบัติทางเคมีกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะบางอย่าง ซึ่งแตกต่างจาก allotropes คาร์บอนอื่นๆ [22,23] CNO มีความสำคัญเท่าเทียมกันกับ CNT และ fullerenes ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในการจัดส่งยาเนื่องจากความสามารถในการอยู่ในการไหลเวียนของระบบเป็นเวลาหลายชั่วโมง เพิ่มโอกาสในการเข้าถึงไซต์เป้าหมาย [24–28]

ในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อ โครงสร้าง CNO ที่ได้รับการปรับเปลี่ยนจะแสดงความสามารถในการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ [28] Far-red fluorescentCNOs ได้รับการพัฒนาเพื่อวัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพเซลล์ [29]

แม้จะมีศักยภาพมหาศาลนี้ แต่ดูเหมือนว่าบทบาทของระบบนาโนใหม่นี้ในสาขาชีวการแพทย์นั้นถูกมองข้ามมาหลายปีแล้ว การวิจัยเกี่ยวกับระบบโปรตีนไฟบริล–วัสดุนาโนคาร์บอนจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาโรคของมนุษย์ ลดความเป็นพิษต่อเซลล์ของวัสดุนาโนคาร์บอน และการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ

การก่อตัวของไฟบริลอะไมลอยด์ในร่างกายสามารถนำไปสู่โรคต่างๆ ได้ เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสันเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท นักวิจัยกำลังมองหาสารที่สามารถยับยั้งการเกิดพังผืดของอะไมลอยด์หรือทำลายไฟบริลของอะไมลอยด์ได้ [30,31] ตารางที่ 1 สรุปผลการศึกษาบางส่วนเกี่ยวกับการทำงานร่วมกันของวัสดุนาโนคาร์บอนกับไฟบริลอะไมลอยด์ [32]

การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าวัสดุคาร์บอนนาโนสามารถทำปฏิกิริยากับโปรตีนชีวภาพหลายชนิดได้ [33] CNT ถูกปกคลุมไปด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาที่ถูกดูดซับในสารละลายทางชีวภาพ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ [34]

โปรตีนที่ถูกดูดซับจะรวมตัวกันบนพื้นผิวของวัสดุนาโนคาร์บอนเพื่อสร้าง "มงกุฎโปรตีน" [34] ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน CNTs และมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของ -sheets

กูเล่ และคณะ พบว่าท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังหลายชั้น (MWCNTs) ให้พื้นผิวปฏิสัมพันธ์สำหรับการดูดซับโปรตีนหรือการห่อหุ้ม สิ่งนี้สามารถยับยั้งความสามารถของพื้นผิวที่ไม่มีขั้วของโปรตีนในการจับกับโปรตีนไฟบริล ดังนั้น จึงป้องกันไม่ให้โปรตีนเกิดพังผืดต่อไป [35]

Jana และ Sengupta [36] และ Wei และคณะ [37] ศึกษาการประกอบตัวเองของ A -peptide เมื่อมีท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (SWCNTs) โดยใช้การจำลองพลวัตของโมเลกุล (MD) เอ -เปปไทด์เป็นเปปไทด์แอมฟิฟิลิกชนิดสั้น และการรวมตัวของมันมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเกิดโรคของโรคอัลไซเมอร์ [38] ผลกระทบที่ไม่ชอบน้ำอย่างรุนแรงของ CNT สามารถช่วยค้นหาเปปไทด์บนพื้นผิวของ SWCNT ได้

ซึ่งจะช่วยป้องกันการแพร่กระจายและยับยั้งการเกิดพังผืดของเปปไทด์ โปรตีน เช่น อินซูลิน ไลโซไซม์ -แลคโตโกลบูลิน และไซโตโครม c สามารถทำให้เกิดลวดลายบนกราไฟท์ได้ [39,40] กราไฟท์ที่มีลวดลายนาโนนี้มีความสามารถในการกำหนดแนวเทมเพลตของไฟบริลอะไมลอยด์ [39] ปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุฟูลเลอรีนและโปรตีนก็ได้รับการศึกษาเช่นกัน

จากการวัดค่าเรืองแสงของ ThT คิมและลีพบว่าฟูลเลอรีนสามารถยับยั้งการเกิดพังผืดของโปรตีนได้ ฟูลเลอรีนสามารถจับกับแม่ลายที่ไม่ชอบน้ำส่วนกลางของ KLVFF ได้โดยเฉพาะ ซึ่งขัดขวางการรวมตัวของ A -peptide [41]

พบว่าฟูลเลอรีนที่ให้ความชุ่มชื้นไม่เพียงแต่ทำลายไฟบริลอะไมลอยด์ที่เจริญเต็มที่เท่านั้น แต่ยังป้องกันการก่อตัวของไฟบริลใหม่อีกด้วย [42] โพโดลสกี้ และคณะ พบว่าฟูลเลอรีนที่มีน้ำสามารถขัดขวางการรวมตัวของ A 25–35 [43] ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

มีการศึกษาเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับการทำงานร่วมกันระหว่าง CNO และไฟบริลอะไมลอยด์ CNO เป็น allotrope ใหม่ที่มีความเป็นพิษต่ำและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่าง CNOs และ amyloid fibrils เป็นสิ่งที่พึงปรารถนา

ในทางกลับกัน วัสดุนาโนคาร์บอนบางชนิดได้ถูกรวมเข้ากับโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาเพื่อเตรียมนาโนคอมโพสิตลูกผสมสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อหรือการจัดส่งยา เนื่องจากข้อได้เปรียบทางกลและทางไฟฟ้า [55–57]

ไฟบริลอะไมลอยด์ยังมีพฤติกรรมเชิงกลบางอย่างและพื้นผิวของกรดอะมิโน ซึ่งใช้ในการเตรียมลวดนาโน [58] ไฮโดรเจล [59] โครงสร้างเซลล์เส้นใย [60,61] และฟิล์มอินทรีย์เชิงฟังก์ชันที่เป็นของแข็ง [62] โปรตีนจะติดอยู่กับพื้นผิวของ CNT ในรูปของโมโนเมอร์โอโรลิโกเมอร์ [63,64] เพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลายน้ำและลดความเป็นพิษต่อเซลล์

CNT เปลี่ยนคุณสมบัติโครงสร้างของโปรตีนไฟบริลผ่านการผสมพันธุ์และการรวมตัวกันใหม่เพื่อกำหนดเป้าหมายการส่งมอบยารักษาโรคในร่างกายและทำลายเซลล์มะเร็ง [64,65] เฮนดเลอร์และคณะ ใช้วิธีการ "ประกอบร่วม" เพื่อสร้างคอมโพสิตไฟบริลอะไมลอยด์-ฟูลเลอรีนแบบไฮบริด ซึ่งใช้สำหรับการเตรียมนาโนมาร์คเกอร์แยกสี วัสดุวินิจฉัย และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์

คุณสมบัติพิเศษของโปรตีนไฟบริลและวัสดุนาโนคาร์บอน (เช่น คุณสมบัติทางกลและแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุนาโนคาร์บอน และคุณสมบัติทางชีวภาพของวัสดุโปรตีน) จะเป็นประโยชน์ต่อกันและกัน และการผสมผสานของทั้งสองชนิดนี้จะขยายช่วงการใช้งานของวัสดุนาโนทั้งสองชนิดนี้ให้กว้างขึ้นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ยังมีหนทางอีกยาวไกลในการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนไฟบริลและวัสดุนาโนคาร์บอนอย่างถ่องแท้ ในการวิจัยนี้ เราศึกษาปฏิสัมพันธ์ของ WPI fibrils กับ CNTs (หรือ CNOs) และกำหนดลักษณะของคอมโพสิตของ WPI fibril – CNTs (หรือ CNOs) โดย SEM, TEM, XRD, Raman, FTIR และ TG ไฟบริล WPI ถูกเตรียมโดยใช้กระบวนการเหนี่ยวนำด้วยกรดไฮโดรไลซิส คอมโพสิต WPI fibril – CNT (หรือ CNO) ถูกสร้างขึ้นโดยใช้การสังเคราะห์ความร้อนใต้พิภพ

2. วัสดุและวิธีการ

2.1. การก่อตัวของ WPI Fibril

WPI-1 ซื้อจาก Davisco Foods International Inc. (97.8% ไม่รวมเลซิติน, นิวเม็กซิโก, สหรัฐอเมริกา) และ WPI-2 ซื้อจาก Hilmar Ingredients (90.39% พร้อมเลซิติน, Hilmar, CA, USA)

สารละลายสต๊อก (ประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก%) ถูกทำขึ้นโดยการละลาย WPI ในน้ำมิลลิพอร์ จากนั้น pH ของสารละลายถูกปรับเป็น 4.75 โดยเติม 1 M HCl ตามด้วยการหมุนเหวี่ยง (10,000 รอบต่อนาที, 60 นาที, 4 ◦C) และการกรองส่วนลอยเหนือตะกอน (FP 030/ 0.45 ไมโครเมตร, ชไลเชอร์และชูเอลล์) หลังจากการกรอง ค่า pH ของสารละลายที่ถูกกรองถูกตั้งค่าเป็น 2 โดยใช้ 6 โมลาร์ HCl

ความเข้มข้นของโปรตีนของสารละลายสต๊อกถูกกำหนดโดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ UV (UV-1800PC, MAPADA, เซี่ยงไฮ้, จีน) และกราฟการปรับเทียบความเข้มข้นของ WPI ที่ทราบที่ความยาวคลื่น 278 นาโนเมตร

สารละลายสต๊อกถูกเจือจางจนถึงความเข้มข้นของโปรตีน 2 % โดยน้ำหนักด้วยสารละลาย HCl ที่ pH 2 จากนั้นสารละลาย WPI จะถูกให้ความร้อนและกวน (ประมาณ 290 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 20 ชั่วโมงที่ 80 —C เพื่อก่อตัวเป็นไฟบริล

2.2. การเตรียม CNT และ CNO

2.2.1. การเตรียมการของ CNT

การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา La2NiO4: La(NO3)3·6H2O และ Ni(NO3)2·6H2O (อัตราส่วนโมลาร์ของ La/Ni=2:1) ถูกละลายในน้ำปราศจากไอออน จากนั้นจึงเติมกรดซิตริก สารละลายได้รับความร้อนที่ 80 ◦C เป็นเวลา 1 ชั่วโมงด้วยการกวน และสุดท้ายก็กลายเป็นสารคอลลอยด์

สารคอลลอยด์ถูกเผาในเตาเผา (10 —C/นาทีในอากาศ; 300 — C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้น 800 — C เป็นเวลา 5 ชั่วโมง) การสะสมไอสารเคมีแบบเร่งปฏิกิริยา (CVD) ของมีเทนเพื่อสร้าง CNT: ค่าคงที่- เครื่องปฏิกรณ์เร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งแบบเบดแก๊สถูกนำมาใช้กับมีเทน CVD เพื่อผลิต CNT

ตัวเร่งปฏิกิริยา La2NiO4 (0.5 ก.) ถูกวางไว้ภายในเรือควอทซ์ในเครื่องปฏิกรณ์ควอทซ์แบบท่อ ประการแรก ใช้ไนโตรเจน (30 มล./นาที) เพื่อล้างเครื่องปฏิกรณ์เป็นเวลา 30 นาที และจากนั้นใช้ไฮโดรเจน (10 มล./นาที) เพื่อลด La2NiO4 ที่ 600 —C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง

หลังจากนั้น ก๊าซจะเปลี่ยนเป็นมีเทน (60 มล./นาที) สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา CVD ที่ 800 ◦C เป็นเวลา 8 ชั่วโมงเพื่อสังเคราะห์ CNT การทำให้ CNT บริสุทธิ์: CNT ที่ผสมกับตัวเร่งปฏิกิริยาถูกทำให้บริสุทธิ์ในกรดไนตริก 0.1 M ที่ 80 ◦C โดยคนเป็นเวลา 5 ชม.

กรองและล้างด้วยน้ำปราศจากไอออน 5 ครั้ง สุดท้ายตัวอย่างถูกทำให้แห้งที่ 120 ◦C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง

2.2.2. การเตรียม CNO

การปรับสภาพตัวพาตาข่ายสแตนเลส: ตาข่ายสแตนเลส SS316 ขนาด 20 มม. × 20 มม. ได้รับการทำความสะอาดแบบอัลตราโซนิกเป็นเวลา 30 นาทีในสารละลาย HCl 0.1 M จากนั้น ธีมส์ถูกวางในเครื่องปฏิกรณ์ควอทซ์แบบท่อ

นำไอน้ำที่นำก๊าซไนโตรเจน (90 oCwater vapour) มาใส่ในหลอดควอทซ์ หลอดควอทซ์ถูกให้ความร้อนถึง 300 oC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง พื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมถูกใช้เป็นตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาหลังการบำบัดดังกล่าว

การโหลดตัวเร่งปฏิกิริยา: ตาข่ายสแตนเลสที่ผ่านการปรับสภาพข้างต้นถูกแช่ในสารละลายนิเกิลออกซาเลต กรดซิตริกถูกเติมด้วยการกวนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง สารละลายได้รับความร้อนที่ 80 ◦C และกลายเป็นคอลลอยด์ในที่สุด ตาข่ายคอลลอยด์และสแตนเลสถูกใส่ในเบ้าหลอมและเผาในเตาเผา (จงฮวน เทียนจิน จีน) ที่อุณหภูมิ 900 —C (10 — C/นาที ในอากาศ) เป็นเวลา 3 ชั่วโมง

ในที่สุด ก็ได้รับตาข่ายสแตนเลสที่เต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา CVD ตัวเร่งปฏิกิริยาของมีเทนเพื่อผลิต CNO [67]: เครื่องปฏิกรณ์แก๊ส-ของแข็งแบบเบดคงที่ (จงฮวน, เทียนจิน, จีน) ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาตาข่ายสแตนเลสถูกใส่ไว้ในหลอดควอทซ์

ไนโตรเจน (30 มล./นาที) ถูกใช้เพื่อไล่อากาศออกจากเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้นเพิ่มอุณหภูมิเป็นอุณหภูมิปฏิกิริยา 900 °C และไนโตรเจนถูกสลับไปมีเทน (30 มล./นาที) เป็นเวลา 8 ชั่วโมงสำหรับการแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา .

ในที่สุด มีเทนก็เปลี่ยนกลับไปเป็นก๊าซไนโตรเจน และเครื่องปฏิกรณ์ก็เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ในที่สุด ตัวเร่งปฏิกิริยาตาข่ายสเตนเลสสตีลและ CNO ก็ถูกนำออกไป การทำให้ CNO บริสุทธิ์: ตัวอย่าง CNO จะถูกร่อนก่อนเพื่อกำจัดอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาอิสระ

จากนั้นนำมาผสมกับ HNO3 เข้มข้น และไหลย้อนที่อุณหภูมิ 90 ◦C เป็นเวลา 40 ชั่วโมง หลังจากการเจือจางและการทำความเย็น มันถูกปั่นแยกที่ 4000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 10 นาที และสารละลายกรดถูกเอาออก

CNO ที่เหลือถูกล้างอย่างทั่วถึงโดยใช้น้ำกลั่นหลายครั้งจนกระทั่งได้ pH ที่เป็นกลาง ในที่สุด CNO บริสุทธิ์ก็ถูกทำให้แห้ง

2.3. การเตรียม WPI Fibril – CNTs (หรือ CNO)

WPI fibril – CNTs (หรือ CNOs) ถูกสังเคราะห์โดยใช้วิธีไฮโดรเทอร์มอล CNT (หรือ CNO) ที่มีความเข้มข้น {{0}}.05 wt.%, 0.10 wt.% และ 0.15 wt.% ถูกผสมในน้ำปราศจากไอออนและบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อให้กระจายตัว เท่าที่จะเป็นไปได้

เติมสารละลาย WPI fibril ในปริมาณเท่ากันและผสมกับการกวนด้วยแม่เหล็กเป็นเวลา 30 นาที จากนั้นจึงเทส่วนผสมลงในเครื่องปฏิกรณ์แบบนึ่งความดัน (หงเฉิน ซีอาน จีน) สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรเทอร์มอล (80 °C, 20 ชั่วโมง)

หลังจากนั้น ผลิตภัณฑ์ถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องที่เปิดหม้อนึ่งฆ่าเชื้อ และนำส่วนผสมออกมา ผลิตภัณฑ์ถูกทำให้แห้งในเตาอบ (60 ◦C) เป็นเวลา 48 ชั่วโมง

For more information:1950477648nn@gmail.com