شبکه‌های فلزی فنولی به عنوان یک سکو‌ی همه‌کاره برای مهندسی نانومواد و واسطه‌های زیستی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم مهندسی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

چکیده

اصلاح سطح برای اعطای کاربردپذیری‌های جدید به اشیا و رابط‌ها بسیار مهم است. با این حال، از آنجایی که تعامل شیمیایی بین اصلاح‌ کننده‌های سطحی و زیرلایه‌ها لازم است در یک مبنای مورد به مورد تنظیم شود، استراتژی‌های ساده و در عین حال همه کاره برای اصلاح سطحی چندین دسته نانومواد، از جمله واسطه های زیستی نادر و کمیاب می‌باشند. شبکه های فلزی فنولی MPNها به عنوان اصلاح کننده سطحی چندکاره بر اساس خواص به صورت جهانی پذیرفته شده مولکولهای فنولی، یعنی گروه‌های حاوی گالول و کاتکول نمودار گردیده‌اند. علاوه بر این، تعاملات پویا بین یون‌های فلزی و مولکول‌های فنولی کاربردها و عملکردهای اضافی را برای MPNها، از جمله عکس‌العمل‌های تحریک کننده ارائه می‌دهند. با توجه به علاقه به MPNها برای مهندسی نانومواد و واسطه‌های زیستی، این بررسی قصد ارائه یک مرور کلی از روند مونتاژ و روی‌همگذاری، خواص فیزیکی-شیمیایی و کاربردهای پوشش‌های MPN را دارد.
 

کلیدواژه‌ها


[1] J.C. Love, L.A. Estroff, J.K. Kriebel, R.G. Nuzzo, G.M. Whitesides, Chem. Rev, 105,1103–1170, (2005).
[2] L. Dykman, N. Khlebtsov, Chem. Soc. Rev, 41 ,2256–2282, (2012).
[3] J.M. Harris, N.E. Martin, M. Modi, Clin. Pharmacokinet, 40 ,539–551, (2001).
[4] C. Haensch, S. Hoeppener, U.S. Schubert, Chem. Soc. Rev, 39 , 2323–2334, (2010).
[5] C. Queffélec, M. Petit, P. Janvier, D.A. Knight, B. Bujoli, Chem. Rev, 112 ,3777–3807, (2012).
[6] K.D. Demadis, M. Papadaki, R.G. Raptis, H. Zhao, Chem. Mater, 20 ,4835–4846, (2008).
[7] Q. Wei, R. Haag, Mater. Horiz, 2 ,567–577,(2015).
[8] K. Ariga, J.P. Hill, Q.M. Ji, Phys. Chem. Chem. Phys, 9 ,2319–2340, (2007).
[9] J.J. Richardson, M. Björnmalm, F. Caruso, Science, 348 ,aaa2491, (2015).
[10] Y. Wang, A.S. Angelatos, F. Caruso, Chem. Mater., 20 ,848–858,(2008).
[11] H. Lee, S.M. Dellatore, W.M. Miller, P.B. Messersmith, Science ,318, 426–430, (2007).
[12] S. Hong, Y.S. Na, S. Choi, I.T. Song, W.Y. Kim, H. Lee, Adv. Funct. Mater., 22,4711–4717, (2012).
[13] J.H. Waite, M.L. Tanzer, Science ,212 ,1038–1040, (1981).
[14] G.P. Maier, M.V. Rapp, J.H. Waite, J.N. Israelachvili, A. Butler, Science , 349,628–632, (2015).
[15] T.H. Anderson, J. Yu, A. Estrada, M.U. Hammer, J.H. Waite, J.N. Israelachvili,Adv. Funct. Mater., 20,4196–4205, (2010).
[16] V. Ball, D. Del Frari, V. Toniazzo, D. Ruch, J. Colloid Interfaces Sci. ,386, 366–372, (2012).
[17] H. Ejima, J.J. Richardson, K. Liang, J.P. Best, M.P. van Koeverden, G.K. Such, J.Cui, F. Caruso, Science ,341 ,154–157,(2013).
[18] H. Ozawa, M. Haga, Phys. Chem. Chem. Phys. ,17 ,8609–8613, (2015).
[19] K. Bray, R. Previdi, B.C. Gibson, O. Shimoni, I. Aharonovich, Nanoscale, 7, 4869–4874, (2015).
[20] D.X. Oh, E. Prajatelistia, S.W. Ju, H.J. Kim, S.J. Baek, H.J. Cha, S.H. Jun, J.S. Ahn,D.S. Hwang, Sci. Rep. 5 (2015).
[21] J.H. Park, K. Kim, J. Lee, J.Y. Choi, D. Hong, S.H. Yang, F. Caruso, Y. Lee, I.S. Choi,Angew. Chem. Int. Ed. ,53,12420–12425, , (2014).
[22] M.A. Rahim, H. Ejima, K.L. Cho, K. Kempe, M. Müllner, J.P. Best, F. Caruso,Chem. Mater. ,26 ,1645–1653, (2014).
[23] R. Liu, A. Xu, RSC Adv. ,4, 40390–40395, (2014).
[24] T. Zeng, X. Zhang, Y. Guo, H. Niu, Y. Cai, J. Mater. Chem. A, 2, 14807–14811, (2014).
[25] J. Guo, Y. Ping, H. Ejima, K. Alt, M. Meissner, J.J. Richardson, Y. Yan, K. Peter, D.von Elverfeldt, C.E. Hagemeyer, Angew. Chem. Int. Ed. ,53, 5546–5551, (2014).
[26] C. Yang, H. Wu, X. Yang, J. Shi, X. Wang, S. Zhang, Z. Jiang, ACS Appl. Mater.Interfaces, 7,9178–9184, (2015).
[27] Y. Wang, Y. Zhang, C. Hou, F. He, M. Liu, New J. Chem. ,40,781–788, (2016).
[28] M.A. Rahim, K. Kempe, M. Müllner, H. Ejima, Y. Ju, M.P. van Koeverden, T.Suma, J.A. Braunger, M.G. Leeming, B.F. Abrahams, F. Caruso, Chem. Mater. ,27,5825–5832, (2015).
[29] Y. Ping, J. Guo, H. Ejima, X. Chen, J.J. Richardson, H. Sun, F. Caruso, Small ,11,2032–2036, (2015).
[30] B. Li, L. Guan, K. Wang, D. Zhang, W. Wang, F. Liu, J. Appl. Polym. Sci. ,132,42865, (2016).
[31] E.D. Bartzoka, H. Lange, K. Thiel, C. Crestini, ACS Sustain. Chem. Eng., 4, 5194–5203, (2016).
[32] H. Liang, J. Li, Y. He, W. Xu, S. Liu, Y. Li, Y. Chen, B. Li, ACS Biomater. Sci. Eng. ,2, 317–325, (2016).
[33] Y. Ju, J. Cui, M. M¨ullner, T. Suma, M. Hu, F. Caruso, Biomacromolecules ,16,807–814,(2015).
[34] Y. Ju, J. Cui, H. Sun, M. M¨ullner, Y. Dai, J. Guo, N. Bertleff-Zieschang, T. Suma, J.J.Richardson, F. Caruso, Biomacromolecules ,17 ,2268–2276,(2016).
[35] Y. Ju, Q. Dai, J. Cui, Y. Dai, T. Suma, J.J. Richardson, F. Caruso, ACS Appl. Mater.Interfaces, 8,22914–22922, (2016).
[36] S. Kim, S. Philippot, S. Fontanay, R.E. Duval, E. Lamouroux, N. Canilho, A. Pasc,RSC Adv. ,5 ,90550–90558,(2015).
[37] G. Shen, R. Xing, N. Zhang, C. Chen, G. Ma, X. Yan, ACS Nano ,10, 5720–5729, (2016).
[38] J. Lee, H. Cho, J. Choi, D. Kim, D. Hong, J.H. Park, S.H. Yang, I.S. Choi, Nanoscale,7, 18918–18922, (2015).
[39] W. Li, W. Bing, S. Huang, J. Ren, X. Qu, Adv. Funct. Mater. ,25, 3775–3784, (2015).
[40] L. Delalande, I. Tsvetkova, C. Zeng, K. Bond, M. Jarrold, B. Dragnea, Nanoscale, 8,16221–16228,(2016).
[41] E. Prajatelistia, S.W. Ju, N.D. Sanandiya, S.H. Jun, J.S. Ahn, D.S. Hwang, Adv.Healthc. Mater., 5,919–927, (2016).
[42] P. Han, J. Shi, T. Nie, S. Zhang, X. Wang, P. Yang, H. Wu, Z. Jiang, ACS Appl.Mater. Interfaces, 8, 8076–8085, (2016).
[43] C. Yang, H. Wu, J. Shi, X. Wang, J. Xie, Z. Jiang, Ind. Eng. Chem. Res. ,53, 12665–12672, (2014).
[44] Q. Song, W. Zhao, H. Yin, H. Lian, RSC Adv., 5, 63896–63902, (2015).
[45] S. Kim, D.S. Kim, S.M. Kang, Bull. Korean Chem. Soc. ,36, 9–10, (2015).
[46] S. Kim, T. Gim, S.M. Kang, ACS Appl. Mater. Interfaces ,7,6412–6416, (2015).
[47] S. Kim, S. Kwak, S. Lee, W.K. Cho, J.K. Lee, S.M. Kang, Chem. Commun. ,51,5340–5342,(2015).
[48] S. C¸akar, N. Güy, M. Özacar, F. Fındık, Electrochim. Acta ,209,407–422, (2016).
[49] M. Hu, Y. Ju, K. Liang, T. Suma, J. Cui, F. Caruso, Adv. Funct. Mater. ,26,5827–5834, (2016).
[50] J. Wu, Z. Wang, W. Yan, Y. Wang, J. Wang, S. Wang, J. Membr. Sci. ,496,58–69, (2015).
[51] C. Dong, Z. Wang, J. Wu, Y. Wang, J. Wang, S. Wang, Desalination, 401,32–41, (2017).
[52] H.J. Kim, D.G. Kim, H. Yoon, Y.S. Choi, J. Yoon, J.C. Lee, Adv. Mater. Interfaces ,2,1500298,(2015).
[53] J. Wei, Y. Liang, Y. Hu, B. Kong, G.P. Simon, J. Zhang, S.P. Jiang, H. Wang,Angew. Chem. Int. Ed., 128, ,1377–1381, (2016).
[54] S. Huang, X. Li, Y. Jiao, J. Shi, Ind. Eng. Chem. Res. ,54, 1842–1848, (2015).
[55] J. Guo, B.L. Tardy, A.J. Christofferson, Y. Dai, J.J. Richardson, W. Zhu, M. Hu, Y.Ju, J. Cui, R.R. Dagastine, I. Yarovsky, F. Caruso, Nat. Nanotechnol. ,11, 1105–1111, (2016).
[56] R.K. Feller, A.K. Cheetham, Solid State Sci., 8, 1121–1125, (2006).
[57] N.T.T. Nguyen, H. Furukawa, F. Gándara, C.A. Trickett, H.M. Jeong, K.E.Cordova, O.M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc., 137, 15394–15397, (2015).
[58] T.J. Kim, J.L. Silva, M.K. Kim, Y.S. Jung, Food Chem. ,118 ,740–746, (2010).
[59] K.T. Chung, Z. Lu, M.W. Chou, Food Chem. Toxicol. ,36, 1053–1060,(1998).
[60] H. Hayatsu, S. Arimoto, T. Negishi, Mutat. Res. ,202, ,429–446,(1988).
[61] H. Mukhtar, M. Das, W.A. Khan, Z.Y. Wang, D.P. Bik, D.R. Bickers, Cancer Res.,48, 2361–2365, (1988).
[62] W.E. Bentley, G.F. Payne, Science, 341, 136–137, (2013).
[63] S. Quideau, D. Deffieux, C. Douat-Casassus, L. Pouysegu, Angew. Chem. Int. Ed.,50,586–621, (2011).
[64] T.S. Sileika, D.G. Barrett, R. Zhang, K.H.A. Lau, P.B. Messersmith, Angew. Chem.Int. Ed. ,52, 10766–10770, (2013).
[65] S. Hong, J. Yeom, I.T. Song, S.M. Kang, H. Lee, H. Lee, Adv. Mater. Interfaces ,1,1400113,(2014).
[66] E.H. Jeong, J.H. Ryu, H. Jeong, B. Jang, H.Y. Lee, S. Hong, H. Lee, H. Lee, Chem.Commun., 50 ,13388–13390 ,(2014).
[67] C. Dhand, S. Harini, M. Venkatesh, N. Dwivedi, A. Ng, S. Liu, N.K. Verma, S.Ramakrishna, R.W. Beuerman, X.J. Loh, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, 1220–1232, (2016).
[68] X.R. Song, S.X. Yu, G.X. Jin, X. Wang, J. Chen, J. Li, G. Liu, H.H. Yang, Small, 12,1506–1513,(2016).
[69] S. Huang, Y. Zhang, J. Shi, W. Huang, ACS Sustain. Chem. Eng. ,4, 676–681,(2016).
[70] J. Li, S. Wu, C. Wu, L. Qiu, G. Zhu, C. Cui, Y. Liu, W. Hou, Y. Wang, L. Zhang,Nanoscale ,8, 8600–8606,(2016).
[71] S. Ma, H. Lee, Y. Liang, F. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed. ,55,5793–5797, (2016).
[72] H. Watanabe, A. Fujimoto, J. Nishida, T. Ohishi, A. Takahara, Langmuir, 32,4619–4623,(2016).
[73] M.J. Roman, E.A. Decker, J.M. Goddard, Colloids Interface Sci. Commun. ,13,10–13,(2016).
[74] Y. Guan, L. Shao, D. Dong, F. Wang, Y. Zhang, Y. Wang, RSC Adv. ,6, 69966–69972, (2016).
[75] S. Kim, D.S. Kim, S.M. Kang, Chem.-Asian J. ,9, 63–66 , (2014).
[76] L. Yang, L. Han, J. Ren, H. Wei, L. Jia, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng.Aspects ,484,197–205, (2015).
[77] C. Ringwald, V. Ball, J. Colloid Interface Sci., 450  ,119–126,(2015).
[78] H. Ejima, J.J. Richardson, F. Caruso, Polym. J., 46, ,452–459, (2014).
[79] J. Guo, H. Sun, K. Alt, B.L. Tardy, J.J. Richardson, T. Suma, H. Ejima, J. Cui, C.E.Hagemeyer, F. Caruso, Adv. Healthc. Mater. ,4 ,1796–1801,(2015).
[80] T.J. Merkel, S.W. Jones, K.P. Herlihy, F.R. Kersey, A.R. Shields, M. Napier, J.C.Luft, H. Wu, W.C. Zamboni, A.Z. Wang, J.E. Bear, J.M. DeSimone, Proc. Natl.Acad. Sci. U. S. A. ,108, 586–591, (2011).
[81] S. Mettu, M. Zhou, B.L. Tardy, M. Ashokkumar, R.R. Dagastine, Polymer, 102,333–341, (2016).
[82] E. Reissner, J. Math. Phys. ,25, 80–85,(1946).
[83] E. Reissner, J. Math. Phys. ,25, 279–300, (1946).
[84] Y. Bian, A. Masuda, T. Matsuura, M. Ito, K. Okushin, A.G. Engel, K. Ohno, Hum.Mol. Genet. ,18, 1229–1237, (2009).
[85] A.O. Henriques, C.P. Moran Jr., Annu. Rev. Microbiol. ,61, 555–588, (2007).
[86] D. Hong, M. Park, S.H. Yang, J. Lee, Y.G. Kim, I.S. Choi, Trends Biotechnol. ,31,442–447,(2013).
[87] S.H. Yang, D. Hong, J. Lee, E.H. Ko, I.S. Choi, Small ,9, 178–186, (2013).
[88] J.H. Park, D. Hong, J. Lee, I.S. Choi, Acc. Chem. Res. ,49, 792–800, (2016).
[89] Z. Hong, P. Mann, K.J. Shaw, B. Didomenico, Yeast ,10, 1083–1092, (1994).
[90] J. Lee, J. Choi, J.H. Park, M.H. Kim, D. Hong, H. Cho, S.H. Yang, I.S. Choi, Angew.Chem. Int. Ed., 53 ,8056–8059 ,(2014).
[91] T. Sylla, L. Pouységu, G. Da Costa, D. Deffieux, J.P. Monti, S. Quideau, Angew.Chem. Int. Ed. ,127,8335–8339, (2015).
[92] K. Zhan, H. Ejima, N. Yoshie, ACS Sustain. Chem. Eng., 4,3857–3863, (2016).
[93] C.M. Spencer, Y. Cai, R. Martin, S.H. Gaffney, P.N. Goulding, D. Magnolato, T.H.Lilley, E. Haslam, Phytochemistry ,27, 2397–2409, (1988).مجله نانو