تولید سیلیس با منافذ نانویی کنترل شده

مطالعه روی ترکیبات مزومتخلخل سیلیسی به عنوان سامانه‌های دارورسانی به علت تنوع و پایداری عالی به طور چشمگیر در چند سال گذشته رشد کرده است.امروزه تحقیقات بر روی نانوذرات سیلیس مزوپور برای اهداف پزشکی به شدت افزایش یافته و پیشرفت‌های فوق‌العاده‌ای در این زمینه حاصل شده است. صنایع شیمیایی و داروسازی برای تصفیه و تبدیل مواد اولیه به محصول، به شدت به سیلیکای متخلخل وابسته هستند؛ از این رو، سیلیس‌ها با طیف وسیعی از ابعاد و منافذ به‌صورت تجاری در اختیار تولیدکنندگان است. با این حال هنوز ابزار مناسبی برای تولید انبوه، ارزان و کنترل شده سیلیس وجود ندارد.پژوهشگران دانشگاه صنعتی آیندهوون و نوریون راهبرد جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان میکروکره‌های سیلیس را با حفره و ابعاد قابل تنظیم تولید کرد.این پژوهش، درک محققان را از تولید میکروکره‌ها در محیط سیالی ارتقا داده و موجب سنتز نسل جدیدی از میکروکره‌های سیلیس می‌شود که کاربرد وسیعی در تصفیه و تولید مواد دارد. نتایج این پروژه در نشریه Advanced Functional Materials به چاپ رسیده است. بسیاری از مواد طبیعی نظیر سنگ و چوب دارای تخلخل هستند که سیالات از میان آن‌ها عبور می‌کنند، اما سیلیس به دلیل حفره‌های بسیار کوچک، معمولا با استفاده از نانوذرات کاتالیستی، در تصفیه و جداسازی استفاده می‌شود.برای افزایش بهره‌وری منابع باید ابعاد و حفره‌های سیلیس کنترل شده باشد. سیلیس متخلخل را می‌توان از طریق فناوری موسوم به سل‌ژل تولید کرد که در آن ذرات سیلیکا در فاز کلوئیدی به‌صورت مواد سازنده محصول نهایی معلق بوده و در نهایت شبکه‌ای ژل مانند را ایجاد می‌کنند.

مزیت این روش، تولید نانوذراتی است که به الگو نیاز ندارند و می‌توان از آن‌ها برای تولید انبوه استفاده کرد. در این پروژه محققان با تغییر اندازه ذرات سیلیس از ۴ نانومتر به ۲۵ نانومتر، موفق شدند ابعاد منافذ را روی سیلیس به‌صورت کنترل شده‌ درآورند. آن‌ها نشان دادند که با مخلوط‌کردن دو نوع سیلیس، هر اندازه‌ای بین ۴ تا ۵۰ نانومتر را می‌توان روی سیلیس ایجاد کرد. در واقع آن‌ها توانستند میزان تخلخل و ابعاد حفره‌ها را به‌صورت مستقل از هم کنترل کنند، کاری که پیش از این امکان‌پذیر نبود.یکی از امیدوار کننده‌ترین کاربرد‌های این فناوری، استفاده از آن در زمینه تولید دارو، جداسازی و تصفیه مولکول‌ها است.گفتنی است، استفاده از نانوذرات سیلیس مزوپور برای انتقال و رهاسازی هدفمند دارو در اوایل سال ۱۹۸۳ گزارش شد. از آن به بعد نانوذرات سیلیس به خاطر زیست سازگاری بالا و فرمولاسیون راحت با دارو، به طور گسترده به عنوان حامل دارویی مطرح شدند. پس از حدود ده سال نانوذرات سیلیس به یک سامانه رایج در انتقال دارو تبدیل شدند.طیف گسترده‌ای از دارو‌ها از قبیل مولکول‌های کوچک، مولکول‌های حساس به نور، پروتئین‌ها، دئوکسی ریبونوکلئیک‌اسید‌ها و ریبونوکلئیک‌اسید‌ها با حامل‌های سیلیکا در درمان بیماری‌هایی از قبیل سرطان، پارکینسون و مشکلات قلبی مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده از نانوذرات سیلیس برای انتقال مولکول‌های زیست فعال توانست این مولکول‌ها را از تخریب شدن در شرایط فیزیولوژیکی محافظت کند و امکان رهاسازی کنترل شده، قابلیت گردش طولانی مدت در خون، بهبود هدف گیری بیماری و کاهش اثرات جانبی را فراهم کند.