Natural and artificial nanomaterials: biomimetics

Key point: Biological materials can be used as templates in the design of nanoinorganics having specific architectures that mimic the structure of the natural material. The formation mechanisms in fossilization, including those for siliceous woods, offer efficient methods to reproduce morphological hierarchies of original plant matter through the replacement of the organic components by silica. Artificial fossilization processes can be realized by carefully lining the morphologically complex surfaces of the biological structure with inorganic layers followed by removal of the organic template. Natural materials such as wood and eggshell membrane have been used as templates for the preparation of macroporous silica, zeolites, and titanium dioxide from both precursor sol–gel solutions and suspensions of nanocrystals. Unfortunately, morphological replication has been achieved only over the micrometre scale and the nanoscale details of the biological templates have not yet been reproduced. An artificial fossilization process has been developed by taking advantage of a surface sol–gel process that can replicate nanoscale features of biological templates (Box 25.3). The surface sol–gel process consists of two steps. First, metal alkoxides are adsorbed from the solution on to hydroxylated substrate surfaces. Then the adsorbed species are hydrolysed to yield nanometre-thick oxide films. Natural cellulose fibres possess surface –OH groups and provide a template for using the surface sol–gel process. The outer diameter of the TiO₂ nanotube varies from 30 to 100 nm, and the thickness of the tube is uniform along its length, with a wall thickness of about 10 nm. The nanotube assembly exhibits the original morphology of interwoven cellulose fibres. The ‘titania paper’ produced in this way records the morphological information of the original paper at the nanoscale and offers a remarkable example of successful biotemplating of metal oxide nanomaterials.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مركز دار العلم للدراسات العقدية والتاريخية يقيم امتحانات نصف السنة الدراسية لطلبته

جامعة الكفيل تنظم سلسلة ورش علمية وتوعوية لتعزيز الوعي الأكاديمي والفكري لدى الطلبة

قسم صناعة الشبابيك يستعرض جهود ورشة صناعة أبواب المراقد المقدسة وشبابيك الأضرحة لملاكات العتبة العباسية المقدسة

شعبة الخطابة الحسينية النسوية تُقيم مسابقة حفظ الخطب الثلاث لطالبات الدورات الصيفية في كربلاء

المزيد

الآخبار الصحية

أول إرشادات غذائية قائمة على الأدلة لمعالجة الإمساك المزمن

صباح بلا إفطار؟.. صحتك في خطر!

هل يمكن للجلد أن يكشف عن صحتك العقلية؟.. دراسة حديثة تجيب

السر في مطبخك.. 6 أطعمة تمنح عظامك قوة الشباب

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ناسا تكشف: كوكب الأرض أصبح أقل لمعانا خلال العقود الماضية

دراسة: الوقت الذي تستخدم فيه هاتفك قد يفضح حالتك النفسية

الهنغاري لاسلو كراسناهوركاي يفوز بجائزة نوبل للآداب 2025

رسميا.. إعلان الفائز بجائزة نوبل للسلام لعام 2025

المزيد

مواضيع ذات صلة

Bionanocomposites

DNA and nanomaterials

Inorganic–organic nanocomposites

Metal–organic polyhedra and frameworks

Mesoporous materials

Solid-state superlattices

Quantum wells

Two-dimensional control: quantum wells and solid-state superlattices

One-dimensonal control: carbon nanotubes and inorganic nanowires

Supramolecular chemistry and dimensonality

Morphosynthesis

Self-assembly