خواص ویژه، کاربردهای صنعتی- زیست پزشکی و روش‌های نوین سنتز نانوذرات تیتانیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آزمایشگاه میکروبیولوژی، پژوهشسرای امام جعفر صادق، اهواز

2 آزمایشگاه میکروبیولوژی، پژوهشسرای امام جعفر صادق، اهواز گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران

3 گروه مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی خواص وِیژه، روش های نوین سنتز و کاربردهای صنعتی- پزشکی نانو ذره تیتانیم می باشد. تحقیق حاضر مروری بر یافته های مقالات معتبر نمایه شده و پایان نامه ها تا سال 2019 است. از روش های رایج سنتز نانو ذرات تیتانیم می توان به هیدروترمال و سل-ژل اشاره کرد. اخیرا، روش های ترکیبی مانند سل-ژل-الکتروفورز و سل-ژل-آسیاب، و روش های سنتز بیولوژیکی یا سبز توسط گیاهان بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. خواص ویژه این نانو ذرات مانند مقاومت بالا در برابر دما و فشار، خود تمیز کنندگی، ضد میکروبی، غیر سمی و تمایل به ارتباط با پروتئین ها و سلول ها باعث کاربرد وسیعشان در ساخت ایمپلنت ها، صنایع، مهندسی بافت و تشخیص و درمان بیماری ها شده است. کاربرد این نانو ذره مستلزم تحقیقات کاربردی و وسیع تر در انسان است تا بتواند جایگزین بسیاری از ترکیبات شیمیایی سمی و گران قیمت گردد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Special properties, industrial-biomedical applications and new synthesis methods of titanium nanoparticles

[1] D.O. Scanlon, C.W. Dunnill, J.
Buckeridge, S.A. Shevlin, A. Logsdail,
S. Woodley, C. Catlow, M.J., Powell,
Palgrave, P. Parkin, G.W. Watson,
Band alignment of rutile and anatase
TiO 2. Nature materials, 12, 798-800,
(2013).
[2] Z. Li, B. Han, X. Yu, S. Dong, X.
ZhangDong, J, Ou, Effect of nanotitanium
dioxide on mechanical and
electrical properties and microstructure
) دنیای نانو، سال پانزدهم ) 1398
29
فصلنامه
علمی-
ISC ترویجی
انجمن نانو
فناوری
ایران
دنیای نانو
of reactive powder concrete. Materials
Research Express, 4, 95-100, (2017).
[3] Y. Janzeer, Surface modification
of titanium and titanium alloys to
enhance bone healing (Doctoral
dissertation, Guy's, King's and St.
Thomas's School of Dentistry), (2013).
[4] M. Mangrola,V.G. Joshi, Synthesis
characterization and study of influence
of pure TiO2 nanoparticles thin film
developed by e-beam evaporation,
Materials Today: Proceedings, 4,
3832-3841, (2017).
[5] A. Sotniczuk, D. Kuczyńska-
Zemła, A. Królikowski, H. Garbacz,
Enhancement of the corrosion
resistance and mechanical properties of
nanocrystalline titanium by lowtemperature
annealing. Corrosion
Science, 147, 342-349, (2019).
[6] G. Louarn, L. Salou, A. Hoornaert,
P. Layrolle, Nanostructured surface
coatings for titanium alloy
implants,Journal of Materials Research,
34, 1892-1899, (2019).
[7] J.Souza, M.B. Sordi, M.
Kanazawa, S. Ravindran, B.Henriques,
F.S.Silva, C. Aparicio, and, L.F.
Cooper, Nano-scale modification of
titanium implant surfaces to enhance
osseointegration. Acta biomaterialia 55,
212-220,)2019(.
[8] A. Barman, M.Das, Nano-finishing
of bio-titanium alloy to generate
different surface morphologies by
changing magnetorheological polishing
fluid compositions, Precision
Engineering, 51, 145-152 ,)2018(.
[9] X. An, D. Cheng, L. Dai, B.
Wang, HJ.Ocampo, Synthesis of nanofibrillatedcellulose/
magnetite/titanium
dioxide (NFC@ Fe3O4@ TNP)
nanocomposites and their application
in the photocatalytic hydrogen
generation, Applied Catalysis B:
Environmental 20, 53-64, (2017).
[10] K. Rajavel, S. Shen, T. Ke, D. Lin,
chieving high bactericidal and
antibiofouling activities of 2D titanium
carbide (Ti3C2Tx) by delamination and
intercalation, 2D Materials, In
press, 45, 110-120, (2019).
[11] C. Han, Q. Wang, B. Song, W. Li,
Q. Wei, S Wen., Liu, J. and Shi, Y.,
Microstructure and property evolutions
of titanium/nano-hydroxyapatite
composites in-situ prepared by
selective laser melting. Journal of the
mechanical behavior of biomedical
materials, 71, 85-94. )2017(.
[12] S. Mital Gupta, M. Tripathi, A
review on the synthesis of TiO
nanoparticles by solution route, Central
European Journal of Chemistry, 279-
294, (2012).
[13] O. Carp, C.L. Huisman, A. Reller,
Photoinduced Reactivity of Titanium
Dioxide Prog, in Solid State Chem, 32-
33, (2004).
[14] W.S. Nam, G.Y. Han, Korean J.
Chem. Characterization and
photocatalytic performance of nanosize
TiO2 powders prepared by the
solvothermal method Eng, 20, 1149-
1158,(2003).
[15] S.Thakur,S.Thakur, R.Kumar Bionanotechnology
and its role in
agriculture and food industry, J Mol
Genet Med, 12(324), 1747-0862,
(2018).
[16] K.S. Kavitha, S. Baker, D.
Rakshith, H.U.Kavitha, H.C.
Yashwantha Rao, B.P.Harini, S. Satish,
Plants as Green Source towards
Synthesis of Nanoparticles
International, Research Journal of
Biological Sciences, 6, 66-76, (2013).
[17] M. sundrarajani, S. gowri, Green
synthesis of titanium dioxide
nanoparticles by nyctantes abor-tristis
leaves extract, Chalcogenide Letters,
8, 447-451, (2011).
[18] S. M. Roopan, A. Bharathi, A.
Prabhakarn, A. Abdul Rahuman, K.
Velayutham, G. Rajakumar, R. D.
Padmaja, G. Mohan Lekshmi, G.
دنیای نانو، سال پانزدهم ) 1398 (، شماره پنجاه و پنج
30
فصلنامه
علمی-
ISC ترویجی
انجمن نانو
فناوری
ایران
دنیای نانو
Madhumitha, Efficient Phyto-synthesis
and structural characterization of
TiO2nanoparticles using Annona
squamosa peel extract, Spectrochimica
Acta Part A, Molecular and
Biomolecular Spectroscopy, 98, 86–90,
(2012).
[19] M. Nasrollahzadeha, M. Sajadi,
Synthesis and characterization of
titanium dioxide nanoparticles using
Euph orbia heteradena Jaub root extract
and evaluation of their stability,
sciensdirect ceramics, 41, 14435-14439
(2015).
[21] J. Abisharani, S. Devikala, R.
Kumar, M. Arthanareeswari, P.
Kamaraj, Green synthesis of TiO2
Nanoparticles using Cucurbita pepo
seeds extract, Materials Today,
Proceedings, 14, 302-307, (2019).
[27] A. Amanimoghadam, D.
Mirsaeed, Kh. Lotfihayayee,
Investigation on TiO2
nanophotocatalysts performance in
simultaneous removal of hiumic acid
and biological contaminants (E. Coli)
from contaminated water under UV
light irradiation, Journal of Applied
Chemistry, 44, 55-68, (2017).
[29] V. Rodríguez-González, C.
Terashima, A, Fujishima, Applications
of photocatalytic titanium dioxidebased
nanomaterials in sustainable
agriculture. Journal of Photochemistry
and Photobiology, In Press, Accepted
Manuscript, (2019).
[32] W. Li, Y.Wang, M. Okamoto,
N.M.Crawford, M.Y.Siddiqi, A.D.M.
,Glas Dissection of the
AtNRT2.1:AtNRT2.2 inducible highaffinity
nitrate transporter gene cluster,
Plant Physiolog, 143, 425–433 ,(2007(.
[35] R. Vivek, A. Kumar, T.
Chaturvedi, R. Prakash, Mechanical
and wear properties of هIn Materials for
Biomedical Engineering, 18, 441-462,
(2019).
[36] J. Qiu, K. Zhao, L. Li, X. Yu,
W. Guo, S.Wang, X. Zhang, Titanium
dioxide nanorod array as a high-affinity
nano-bio interface of a microfluidic
device for efficient capture of
circulating tumor cells. Nano Research,
10, 776-84, )2017(.
[37] Q. Huang, X. Liu, R. Zhang, X
.Yang, C. Lan, Q. Feng, The
development of Cu-incorporated
micro/nano-topographical bio-ceramic
coatings for enhanced osteoblast
response, Applied Surface Science, 28,
465,575-83, )2019(.
[39] Z. Fan, Y. Tian, Z. Liu, C. Shi,
Y. Zhao, Investigation of a novel
finishing tool in magnetic field assisted
finishing for titanium alloy Ti-6Al-
4V, Journal of Manufacturing
Processes, 43, 74-82, )2019(.
[40] K. Hashimoto,H. Irie, A.
Fujishima, TiO2 Photocatalysis: A
Historical Overview and Future
Prospects, Japanese Journal of Applied
Physics, 44, 12, (2005).