Neuer Einblick zur Entmineralisierung

Wissenschaftler demonstrieren formloses Silikon sich auflöst durch die Bahn, die Kristallen ähnlich ist

Blacksburg, VA. ? Von Zahnpasta zu Technologie, ist nichtkristallines oder formloses Silikon eine Aktivsubstanz in einer Myriade der Produkte, die wir in unserem Alltagsleben benutzen. Als Minderjähriges aber wesentlicher Bestandteil des fest gefügten Knochens, ist ein Verständnis der Silikonreaktivität in der physiologischen Umwelt zur Entwicklung der erfolgreichen biomedizinischen Implantate und der synthetischen Materialien mit bone-like Eigenschaften entscheidend.

Eine laufende Frage ist, warum Lösungen des wasserhaltigen Salzes der einfachgegliederten Tabelle oder anderer Elektrolytmittel (wie im Blutplasma zum Beispiel) in der Lage sind, nichtkristalline Silikone mit Geschwindigkeiten aufzugliedern weit schneller als erwartet. Rate von Aufspaltung durch die Prozesse, die als Auflösung bekannt sind, oder Entmineralisierung, ist bis 100mal schneller, wenn die Lösungen wenig aufgelöstes Silikon enthalten und Mittel für die Kontrolle der Geschwindigkeit des Abbaus vorschlagen. Jedoch, würde traditionelle Theorie sagen, dass die Haltbarkeit der formlosen Körper, wie Silikongläser, durch einen einfachen Anteil zur Menge des Silikons ändern sollte vorhanden in der auflösenlösung.

Im 7. Juli 󈝷, in der frühen on-line-Ausgabe 2008 der Verfahren der nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS), in der Patricia-Taube Professor von geosciences in der Hochschule der Wissenschaft an der Virginia-Technologie und an den Habilitationswissenschaftlern Nizhou Han und Report am Adam-Wallace, den formloses Silikon durch einen Kernbildungprozeß auflösen kann, der vorher nur angesehen wurde, wie möglich in den kristallenen Materialien. Das Resultat ist eine sehr große Zunahme der Rate des Abbaus der Ionen von der Oberfläche des Silikons, die nicht durch klassische Theorie vorausgesagt würde.

Gemeinsam mit James De Yoreo an der molekularen Gießerei des Labors Lawrence-Berkeley, die Virginia-Technologieforscher zeigen, dass struktureller Auftrag nicht eine Anforderung ist, damit ein Kristall-gegründetes Modell Auflösung beschreibt, wenn die reagierenden Silikonmaßeinheiten in ihrer Korrdination zur Oberfläche ausgedrückt definiert werden.

„Dieses, das findet, würde von der Veranschaulichung des traditionellen Denkens häretisch scheinen, weil klassische Kernbildungtheorie im Konzept, das Auflösung und Wachstum auftritt, indem sie eine Sperre zur Formung einer neuen Phase innerhalb einer vorhandenen Phase überwinden,“ sagte Taube gewurzelt wird. „Weil die Übertragung der Maßeinheiten von einer zerrütteten formlosen Oberfläche auf Lösung immer die freie Oberflächenenergie unverändert verlässt, stellt der Ursprung einer vergleichbaren Energiesperre ein Paradox dar, das ist nicht einfach zu verstehen.“

Unter Verwendung der experimentellen und theoretischen Analysen erklärt das Papier dieses Paradox und das Auflösungverhalten der Silikongläser, die durch verschiedene Prozesse, ein natürliches biologisch produziertes Silikon und ein Chemiefasergewebe-, zerstreutes oder kolloidalessilikon hergestellt werden. Ihre Entdeckungen stellen die Basis für das Verständnis dar, wie einfache Chemie der Modulationen in gelöster Form die Haltbarkeit des Silikons in der feuchten oder nassen Umwelt abstimmen kann. Außerdem schlagen die Einblicke Mittel durch, welches könnte die einfachen, gutartigen Lösungen benutzen, vor Oberflächenrauheit am nanoscale umweltsmäßig zu regulieren. „Ein Beispiel würde, Beschaffenheit einer Substratoberfläche für eine biomedizinische Anwendung hinzuzufügen sein,“ sagte, dass Taube „oder andere eine Salzlösung benutzen sollen konnten, um eine Silikonoberfläche ohne giftige chemische Mittel zu säubern.“

Taube und ihre Forschungsgruppe studieren Mineralkernbildung, Wachstum und Auflösung in den Projekten, die auf das Verständnis der Prozesse von biomineralization, von Mineralverwitterung, von Zementierung, von globalem elementarem Radfahren und von Klimavollmachtmodellen gerichtet werden. Unter Verwendung einer bioinspired Annäherung wird viel ihrer Arbeit auf die Festlegung der Konzepte gerichtet, die von Natur aus in den biologischen und anorganischen Einstellungen verwendet werden, um zugrunde liegende Reaktionsmechanismen durch die direkte, nanoscale Maße von Mineralwasserinteraktionen und ihre kinetischen und thermodynamischen Oberflächeneigenschaften zu verstehen. Forschung in der Gruppe der Taube wird durch die DAMHIRSCHKUH grundlegenden Energie-Wissenschaften, das NSF-OHR-Programm in Geobiology und in der Klimageochemie und das Programm NSF-OCE in der chemischen Ozeanographie gestützt. Zu mehr Information verarbeitet Besuch Biogeochemie von Erde Web site. (www.geochem.geos.vt.edu/bgep/)

Entsprechende Autoren des Papiers, „Kinetik der formlosen Silikonauflösung und das Paradox der Silikonpolymorphen körper,“ sind Taube an dove@vt.edu und De Yoreo an jjdeyoreo@lbl.gov.

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