CALCIUM CARBONATE PARTICLES AND THEIR APPLICATIONS VÁPENATÉHO A JEJICH APLIKACE

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "CALCIUM CARBONATE PARTICLES AND THEIR APPLICATIONS VÁPENATÉHO A JEJICH APLIKACE"

Marcel Bednář
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 SYNTHESIS OF MICRO AND NANO-SIZED CALCIUM CARBONATE PARTICLES AND THEIR APPLICATIONS SYNTÉZA MIKRO A NANOČÁSTIC UHLIČITANU VÁPENATÉHO A JEJICH APLIKACE Autoři článku: Yash Boyjoo, Vishnu K. Pareek Jian Liu - Curtin University, Australia Autor prezentace: Martin Zeman, TUL

2 MOTIVACE Široké uplatnění v průmyslu díky vlastnostem: vysoká poréznost vysoký poměr povrchu k objemu netoxičnost biokompatibilita s tělesnými tekutinami V důsledku toho došlo k rozsáhlému výzkumu, jehoţ cílem je získat snadné způsoby syntézy nano a mikro částic uhličitanu vápenatého v definované velikostí. 2

3 ROZDĚLENÍ SYNTÉZ ČÁSTIC Většina těch syntéz je zaloţena buď na: biomimetických metodách CO 2 probublávajících metodách Tento článek popisuje tyto metody a důsledky změn parametrů experimentu. O současném a potenciálním vyuţití těchto částic v oblastech výplňových materiálů, v biomedicíně, v oblasti ţivotního prostředí a potravinářském průmyslu se také v článku diskutovalo. 3

4 ZKOUMANÉ PARAMETRY Z kvantitativních a kvalitativních typů veličin se článek zabývá např.: koncentrací ph teplotou poměrem koncentrací iontů [Ca 2 + ]/[CO 3 2- ] poměrem rozpouštědla vlivem způsobu a doby míchání na vlastnosti vyprodukovaných částic. 4

5 VLASTNOSTI Menší rozměr částic nenabízí jen větší měrný povrch pro lepší přenos hmoty a energie, ale také poskytuje objevování vlastností materiálů, které poté mohou usnadnit chemické reakce řízeným způsobem. Materiály mohou být upraveny tak, aby vyhovovaly nebo reagovaly se specifickými látkami a pro cílený transport pomocí: elektrostatiky ph teplotně závislých interakcí. 5

6 VYUŢITÍ Uhličitan vápenatý (CaCO 3 ), je nesmírně důleţitý materiál, a to jak v základním výzkumu, tak i v průmyslu. Pouţívá se jako plnící materiál v: barvách pigmentech povlacích papíru plastech Můţe být tvarován organismy do sloţitých a krásných tvarů kostí, zubů a ulit. 6

7 ČTYŘI FORMY CaCO 3 můţe existovat především ve čtyřech podobách: kalcit vaterit aragonit amorfní uhličitan vápenatý (ACC) Z nichţ je kalcit nejvíce termodynamicky stabilní fáze. ACC fáze je nestabilní a působí jako zárodek (krystalizační jádro) pro růst krystalů dalších polymorfů. Kalcity vaterit a aragonit mají typické morfologické tvary (rhombohedral, kulovité a jehlovité), viz obr.1. 7

8 8

9 KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 1 Obr.1: Typické tvary různých CaCO 3 podob: a) rhombohedral b) kulovitý vaterit c) tyčinkovitý aragonit d) amorfní krystalizační jádra (ACC) Celosvětová dostupnost CaCO 3 (jako vápenec), kompatibilita a netoxicita vůči lidskému tělu dělá syntézu tohoto materiálu zajímavým a atraktivním tématem pro vědce. Bezpočet studií jak stabilizovat specifické podoby CaCO 3 různých velikostí a tvarů, jak je vidět na obr.2. 9

10 10

11 KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 2 Obr.2: Různé tvary, které mohou být vystavěny pomocí CaCO 3 : a) monodisperzní kuličky b) koule s intercrossing pancakes, c) koule s centrálním otvorem d) pyramidové tetraedry e) destičkový útvar f) vrstvené porézní hierarchické struktury g) jako burské oříšky h) dvojice nepravidelných kuliček i) vrstvené nepravidelné kuličky 11

12 Obr.3: Vlastnosti a oblasti vyuţití CaCO 3 částic. 12

13 KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 4 Obr.4: Hlavní metody syntézy CaCO 3 : a) spontánní sráţecí metoda b) pomalá uhlíková metoda c) reverzní (W/O) emulzní metoda d) CO 2 bublinková metoda. 13

14 Biomimetická metoda je v a), b) a c). 14

15 Obr.5: Příklady CaCO 3 vyskytující se v přírodě například jako ulity měkkýšů. 15

16 KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 5 A 6 Obr.6: a) SEM mikrokuliček syntetizovaných bez přísad b) snímek SEM jedné mikrokuličky ukazující porézní povahu částice. 16

17 17

18 Obr.7: KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 7 a) děravé kuličky s 2g/l triblokového kopolymeru Pluronic F127 a 20 mm SDS b) konvexní disky se směsí PEO-b-PMAA/SDS po 1 dni c) děravé disky se směsí PEO-b-PMAA/SDS po 7 dnech d) stejnoměrné šištičky se směsí PEO-b-PMAA/CTAB << poly(ethylene glycol)-block-poly(methacrylic acid) (PEG-b-PMAA); cetyltrimethylamonium bromid (CTAB); dodecysulfát sodný (SDS) >> 18

19 19

20 KOMENTÁŘ K OBRÁZKU 8 A 9 Obr.8: Vliv teploty se škrobem jako přísadou a v různých koncentracích CaCO 3. Obr.9: Povrch modifikovaný CaCO 3 částicemi pouţívaný jako plnidlo v superhydrofobních površích. 20

21 Obr.10: Transport léčiv, uvolnění vlivem změny ph prostředí. 21

22 Obr.11: Mechanismus detekce toxického substrátu. Molekula substrátu proniká póry CaCO 3 a dosáhne imobilizovaného enzymu. Enzym oxiduje substrát odstraněním elektronů, které protékají elektrodou a to je zaznamenáno jako elektrický signál. 22

23 Děkuji za pozornost 23

Podobné dokumenty

Některé základní pojmy

Klasifikace látek Některé základní pojmy látka látka čistá chemické individuum fáze směs prvek sloučenina homogenní směs heterogenní směs plynná směs kapalný roztok tuhý roztok Homogenní a heterogenní