Юрий Львов и Равиль Фахруллин из Казанского федерального университета в сотрудничестве с Вен Чаи Вон и Ли Кун Чжан из университета Пекина опубликовали в издании Advanced Materials исследование на тему широкого применения трубок из галлаузитовой глины.

Что такое галлаузит

Галлаузит — естественный биосовместимый дешевый наноматериал — тысячи тонн стоят сущие копейки, что делает его хорошим кандидатом в наноархитектурные композиты.

По химическому составу этот наноматериал похож на каолин; его вполне можно воспринимать как скатанные листы каолина с внутренним диаметром 10-20 нанометров, внешним диаметром 40-70 нанометров и длиной 500-1500 нанометров. Внутренняя сторона галлаузита состоит из Al2O3, в то время как внешняя — в основном из SiO2.

Как создается галлаузит

Внутренняя полость галлаузита создается с помощью травления 20-30% объема трубки и используется как естественный наноконтейнер для погрузки и хранения химических веществ. Эти керамические нанотрубки формируют скелет в полимерах, усиливая прочность и клейкость композита.

Применение галлаузитовых трубок

В галлаузитовые «кости скелета» можно загрузить активные вещества, подобно тому, как обычные кости заполнены костным мозгом, что обеспечивает дополнительные функциональные возможности для полимеров (антимикробная, антивозрастная, антикоррозийная и огнезащитная функция).

Внутрь также можно внедрять ферменты на более длительное хранение, в условиях повышенной температуры и с расширенными функциональными возможностями, в то время как отверстие трубки позволяет поместить внутрь молекулы подложки для биокатализа.

Введение ДНК в галлаузит — это еще одно перспективное направление исследования. Как функциональные наноблоки, галлаузитовые трубки могут использоваться в качестве надстроек на биологических клетках, подобно спороподобным микробным раковинам, которые наделяют микроорганизмы дополнительными функциями.

Только для наружного применения

Исследования in vitro и in vivo на биологических клетках и червях показали безопасность галлаузита, и, более того, эти нанокомпозиты способны хранить и выделять молекулы управляемым путем, что делает их привлекательными для применения в поставке препаратов, антимикробных материалах, самозаживляющих полимерных композитах и регенеративной медицине, указали ученые в публикации.

Однако материал не разлагается микроорганизмами, поскольку не существует биологических механизмов распада этой алюмокремниевой глины в организме, и ее нельзя вводить в кровь внутривенно, а использовать можно скорее для наружного применения, с медленным выделением спрятанных внутри лекарств, например, в составе крема, имплантов или в заживлении ран.