Fisica

Nanotecnología: Nuevo nombre, antigua ciencia

Introducción

fenómenos coloidales se encuentran en materiales de lo cotidiano (polímeros, plásticos y caucho, productos agroquímicos, productos farmacéuticos y productos parafarmacéuticos, papel, alimentos, tejidos, telas, y detergentes ) y tecnologías (nucleación y precipitación, los cristales líquidos , cromatografía y ionexchange, flotación, y catálisis heterogénea ).

Históricamente, los seres humanos han observado y han hecho uso de fenómenos coloidales por miles de años . Edad de Piedra en las pinturas cuevas Lascaux de Francia se produjeron con pigmentos coloidales estabilizadas; la Biblia y otros escritos religiosos hacen referencia a extraño las nubes y brumas, la antigua Babilonia tabletas describir la preparación de las tintas y pigmentos; los jeroglíficos egipcios muestran escenas de aluviones en el delta del Nilo, y esclavos hebreos ladrillos de arcilla.

Nanotecnologia

En el 2007, la FDA emitió su Nanotecnología Informe del Grupo de Tareas 1, en la que la nanotecnología se define como la capacidad de medir, ver , manipular y fabricar cosas generalmente entre uno y 100 nanómetros. Nano-partículas con un tamaño no son más que un nuevo término de coloides

Hay un continuo y creciente interés en "la nanotecnología" aplicaciones para las industrias farmacéuticas, debido a una mejor entrega de medicamentos y la selección de los beneficiarios. Una estimación sugiere que aproximadamente el 80% de mercado en el año 2015 las industrias se refieren a nanotechnology.

¿Qué es un coloide?

El concepto y el nombre de "coloide" se acreditarán a Thomas Graham (1861). Con (a) limita difusividad (los coloides son retenidos por una membrana semipermeable ) y (b) óptico turbidez ( coloides dispersan la luz) que demostró (con gelatina y oro sols soluciones respectivamente) que dos tipos distintos de material puede ser tan calificado. El primero es conocido ahora como "lyophilic" (gusto y de forma espontánea en su dispersión líquida; son termodinámicamente estable) y la segunda como "lyophobic" coloides (detestar su entorno y potencialmente inestable).

Coloide ciencia abarca sistemas ocupa una posición intermedia (con respecto al tamaño de las partículas) entre las verdaderas soluciones de sustancias bajo MW y suspensiones. Como una guía, un coloide es cualquier partícula cuyo tamaño incluye una dimensión lineal (Figura 1) en el intervalo de ~ 1 - 10 nm de ~ 500 - 1000 nm, (o, alternativamente, entre 103 y 109 partículas por átomos).

Sistemas coloidales se denominan dispersiones (o soles para sistemas sólido-líquido). Para sistemas de partículas en los que el tamaño es superior a 1 μ es habitual para referirse a ellos como las suspensiones, aunque los dos términos a menudo se usan indistintamente.

La importancia del Estado coloidal

La característica de coloide ciencia radica en la importancia de :

1. Tamaño de partícula

2. Forma de las partículas (y flexibilidad)

3. Química de la superficie (y eléctrico) propiedades

Las partículas en dispersión coloidal son lo suficientemente grandes para una superficie definida de separación, una interfaz, que existe entre las partículas y las medium3. La presencia de una interfaz también se traduce en efectos secundarios, como capilaridad ( las "lágrimas" de vino fuerte, las gotas de rocío en las telas de araña, la impermeabilización y la desintegración de los chorros líquidos) y adsorción (filtros de carbón para la clarificación de agua, cerveza, vino , huesos de char de color soluciones de azúcar , máscaras de gas y la floculación de lodos en los deltas de los ríos).

Tamaño de partícula

La distribución del tamaño de partícula (PSD) afecta directamente a la biodisponibilidad de ingredientes farmacéuticos activos (API) y la seguridad de las emulsiones lipídicas por vía intravenosa. Al igual que con las suspensiones, dispersiones coloidales contienen también una amplia gama de tamaños y, por lo tanto PSD nd, por lo tanto PED. Se utilizan dos procedimientos para la preparación de disoluciones coloidales dispersions4,5.

Se utilizan dos procedimientos para la preparación de disoluciones coloidales dispersions4,5. En la dispersión (o " top-down") método una fase está "dispersos" en otro por trituración y desgaste con molinos de diversos tipos, aunque la media del tamaño de las partículas pueden hacerse pequeños, el PSD es generalmente amplio. La condensación (o "de abajo arriba") método, se han creado las condiciones (a partir de soluciones moleculares) en el que las moléculas individuales combinan para formar agregados.

Forma de las partículas asimetría de partículas es un factor de considerable importancia en la determinación de las propiedades en general presentaron de sistemas coloidales . Forma es una función de la historia de la formación de las partículas, es decir, crystallization9. Aunque la forma exacta puede ser mucho más complejo, las partículas coloidales tamaño pueden ser tipificadas como: corpuscular (esférica y elipsoide), laminar (disco o forma) o lineal ( varilla o similar a una aguja).

Carga de la superficie

Todos partículas dispersas espontáneamente adquirir una superficie carga eléctrica al entrar en contacto con un polar medio (es decir, agua); los diferentes mecanismos de cobro 13:

1 . Afinidad las diferencias de dos fases para que los electrones

2. Ionización de superficie

3 grupos. Adsorción de iones del diferencial de una solución de electrolitos

4. Disolución de iones del diferencial de un enrejado cristalino

5. Anisotropía superficie

6. Substitución.

CONCLUSION

Más de 500-identificado fabricación, "Nanotecnología basada" productos ya han sido catalogued16. En la salud de los consumidores, productos de protección solar utilizan "Microfino" óxido de zinc y de titanio para atenuar el dióxido de UVA y la radiación UVB que causa quemaduras solares y cáncer de piel todavía son no blanquear en el skin17; pastas dentales contienen de nanopartículas hidroxiapatita para rellenar grietas hora en el esmalte dental y muchos productos anti-edad utilizar la tecnología de nanocápsulas para entregar ingredientes activos tales como vitaminas en el skin18. Nanosilver partículas se pueden encontrar en FDAapproved apósitos para heridas. Bioactivos material cerámico (basado en mezclas de zirconia nanosize y hydoxyapatite) están en el etapa de desarrollo para la ortopedia implantes de soporte de peso; uno ventaja importante de las nanopartículas es una gran mejora en la sinterización comportamiento. Por lo tanto, el nuevo campo de la "nanomedicina" promete impactar todas las etapas de healthcare19. La entrega de drogas es uno de los cuatro principales áreas en nanomedicina (los otros son el diagnóstico molecular, ingeniería de tejidos y células / gen terapia). El desafío para la tradicional compañías farmacéuticases entregar la terapéutica correcta con el objetivo correcto sin, o, efectos secundarios mínimos y idealmente a un costo reducido. Nanotecnología pueden proporcionar mejorado, diferenciada productos para todos comunes vías de administración - orales, inyección, transdérmica, transmucosal, ocular, pulmonar y el implante. El mercado mundial de la nanotecnología habilitado- productos de 2007 ascendió a $ 147 mil millones, pero es prevé que crezca a $ 3,100,000,000,000 por 201,520.

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