[发明专利]二维无定形碳涂层以及使干细胞生长和分化的方法

说明书

描述了复合材料，其由设置在基底(金属、玻璃、氧化物)顶部上的原子级薄(单层)无定形碳构成；由其形成的制品及形成所述制品的方法，所述方法包括：分解含碳气体(即甲烷)以产生至少一种经分解物质；以及在所述基底的表面上形成2D无定形碳(2DAC)膜。所述2DAC膜可用作涂层，所述涂层具有由非六方碳环和六方碳环组成的原子结构，具有小于1.0的所述六方碳环与非六方碳环的比值，其中所述涂层是植入体涂层。本公开内容还提供了使干细胞生长和分化的方法，其包括在涂覆有2DAC的基底的表面上设置籽晶层；以及使干细胞培养基中的生长因子吸收到所述涂覆有2DAC的基底的表面上。

技术领域

本公开内容一般性地涉及二维无定形碳(two-dimensional amorphous carbon，2DAC)涂层和制品以及使干细胞生长和分化的方法。

背景技术

在现有技术中需要开发和提供旨在用于特定目的的涂层的合适应用，例如生物医学应用。

发明内容

根据第一方面，本公开内容提供了二维(2D)无定形碳膜，其中所述2D无定形碳膜的结晶度(C)≤0.8。

根据第二方面，本公开内容提供了二维(2D)无定形碳膜，其中所述2D无定形碳膜的结晶度(C)＜1且sp³/sp²键比值为0.2或更小。

根据第三方面，本公开内容提供了制品，其包含：基底(substrate)；以及设置在所述基底的表面上的二维(2D)无定形碳膜，其中所述2D无定形碳膜的结晶度(C)≤0.8。

根据第四方面，本公开内容提供了形成二维(2D)无定形碳膜的方法，该方法包括：分解前体气体以产生至少一种经分解物质(species)；以及在所述基底的表面上由所述经分解物质形成所述2D无定形碳膜，其中所述前体气体包含含碳气体。

根据第五方面，本公开内容提供了二维无定形碳(2DAC)涂层，其具有由非六方碳环和六方碳环组成的原子结构，且具有小于1.0的六方环与非六方环的比值。

根据第六方面，本公开内容提供了使干细胞分化成特化细胞的方法，其包括：用二维无定形碳(2DAC)涂覆基底的表面；在所述涂覆有2DAC的基底的表面上设置籽晶层(seedlayer)；以及使干细胞培养基中的生长因子吸附到所述涂覆有2DAC的基底的表面上。

附图说明

并入本文且构成本说明书一部分的附图举例说明了本发明的示例性实施方案，并且与上面给出的一般性描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的特征。

图1是示出根据本发明的一个实施方案的所公开的具有原子级薄膜(atomicallythin film)的复合材料的示意图，所述原子级薄膜示出了显示连续性和有序的随机六方环(非石墨烯)。

图2举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的示出六方和非六方的无定形膜的TEM图像。

图3举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的通过原子力显微术(AtomicForce Microscopy，AFM)测量的在氮化硼上的所公开碳膜的厚度。

图4举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的在SiO₂上的无定形膜和纳米晶石墨烯的拉曼光谱(Raman spectra)。

图5举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的原子级薄无定形碳(左)和石墨烯(右)的TEM衍射。

图6举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的所公开碳膜的透过率(transmittance)。

图7举例说明了根据本公开内容的一个实施方案的2D无定形膜和悬浮碳膜的示范(demonstration)的机械特性。