Étant donné que les structures métallo-organiques (MOF) – complexes métalliques hautement poreux – sont si diverses sur le plan structurel et chimique, elles pourraient être utilisées pour de nombreuses applications, telles que l’administration de médicaments et le nettoyage de l’environnement. Mais les chercheurs doivent encore mieux comprendre leur fonctionnement, notamment lorsqu’ils sont incorporés dans des polymères.
Rapport dans Matériaux et interfaces appliqués ACSles chercheurs ont maintenant développé et caractérisé des MOF stockant l’oxyde nitrique (NO) intégrés dans un film mince doté d’un nouveau potentiel antibactérien.
L’étude des interactions entre les MOF et les polymères au sein des membranes peut s’avérer difficile et nécessite des méthodes analytiques complexes et des ressources importantes. Dans des études antérieures, Russell E. Morris et ses collègues ont examiné l’interface entre un MOF contenant du nickel et du polyuréthane. Mais la méthode de microscopie électronique à balayage à faisceau d’ions focalisé (FIB-SEM) qu’ils ont utilisée peut altérer ou endommager à la fois les polymères et les MOF. Ainsi, les mêmes chercheurs et Zeiss Microscopy ont utilisé une nouvelle technique FIB-SEM utilisant la cryogénie pour augmenter la stabilité des composites MOF.
Pour tester cela, ils ont créé trois membranes en collaboration avec des chercheurs de la Colorado State University contenant un MOF en nickel appelé CPO-27-Ni, un MOF en cuivre appelé CuBTTri, ou les deux. Ensuite, en utilisant leur technique cryogénique FIB-SEM, ils ont vu les particules de chaque MOF plus en détail qu’avec d’autres méthodes d’imagerie.
Les images ont également montré que les complexes métalliques étaient répartis uniformément dans les membranes et ne se chevauchaient pas. Les chercheurs ont ensuite examiné la capacité des films à libérer du NO, une molécule aux propriétés antibactériennes qui pourrait avoir des applications biomédicales. Dans les expériences, les membranes intégrées au MOF avaient différents déclencheurs et réponses :
Les chercheurs affirment que les MOF de nickel et de cuivre se sont combinés pour créer un matériau composite permettant d’obtenir un système d’administration optimal de NO en deux étapes. Ils suggèrent que cette administration en deux phases pourrait être utile dans les dispositifs médicaux, en fournissant à la fois des effets antibactériens immédiats et une prévention à long terme de l’encrassement microbien.
Plus d’information:
Membranes à matrice mixte à structure mixte métal-organique : aperçu de l’administration simultanée d’oxyde nitrique déclenchée par l’humidité et catalytique à l’aide de la microscopie électronique à cryo-balayage, Matériaux et interfaces appliqués ACS (2023). DOI : 10.1021/acsami.3c11283