Preparation of functional hollow nanosheets for DDS applications as a two-dimensional nanocapsule

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05273
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Idota Naokazu 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (60451796)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅原 義之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50196698)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 層状ニオブ酸塩 / 有機ホスホン酸 / 原子移動ラジカル重合 / ガドリニウム / 層間表面修飾 / ナノシート

Outline of Final Research Achievements

In this study, we prepared a functional double-layered nanosheet with a hollow structure by site-selective process of surface modification, molecular introduction, and exfoliation using layered hexaniobate. Functionalities of the nanosheets was evaluated to use as a two-dimensional nanocapsule for drug delivery systems. Gadolinium ions were loaded into the nanosheet interlayers, and biocompatible polymers were modified on the nanosheet surfaces. The obtained sample showed high dispersion stability in water and markedly shortened the magnetic relaxation time of water compared with the absence of nanosheets, suggesting the possibility of application as a contrast agent nanocarrier.

Free Research Field

複合材料工学、高分子化学、生体材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した2層ナノシートは、層状化合物に特有の層間イオン交換性とナノシートの2次元性を併せ持つ新規なナノ材料であり、その中空かつ平面的な構造特性は過去にないDDSナノキャリアとして学術的な独創性を持つ。また、本研究で実現したナノ構造体の位置選択的な表面修飾は、ナノ材料に付与した機能を効果的に発揮するパターニング技術としても利用価値があり、様々な分野におけるナノ材料の応用研究において波及できる技術である。