טכניקה לfunctionalize ועצמי להרכיב מקרוסקופית Nanoparticle ליגנד חד שכבתי סרטים על גבי מצעים נטולי תבנית

סיכום

טכניקה פשוטה, חזקה וניתן להרחבה לfunctionalize ולהרכיב עצמי סרטי monolayer nanoparticle ליגנד מקרוסקופית על גבי מצעים נטולי תבנית מתוארת בפרוטוקול זה.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר טכניקת הרכבה עצמית ליצירת סרטי monolayer מקרוסקופית מורכבים מחלקיקים מצופים יגנד ^{1, 2.} טכניקה פשוטה, חזקה וניתן להרחבה ביעילות functionalizes חלקיקים מתכתיים עם תיאול-ligands בתערובת מים / ממס אורגני ליל המאפשרת השתלה מהירה של קבוצות תיאול על גבי משטח הזהב nanoparticle. Ligands הידרופובי על חלקיקים לאחר מכן במהירות השלב להפריד את חלקיקים מההשעיה המימית מבוסס ולהגביל אותם לממשק אוויר הנוזל. זה שמניע את חלקיקים הכתיר יגנד כדי ליצור תחומים monolayer בממשק אוויר הנוזל. השימוש בממסים אורגניים במים בליל חשוב שכן הוא מאפשר ההובלה של חלקיקים מהממשק על גבי מצעים נטולי תבנית. הזרימה מתווכת על ידי שיפוע פני השטח מתח ^{3, 4} ו יוצרת צפיפות גבוהה, nanop מאקרוסקופי, monolayerסרטי מאמר ליגנד. טכניקת הרכבה עצמית זה עשויה להיות כללי כדי לכלול את השימוש של חלקיקים של יצירות שונות, גודל וצורה ועלולה להוביל לשיטת הרכבה יעילה להפיק סרטים בעלות נמוכה, בצפיפות גבוהה, nanoparticle מאקרוסקופי, monolayer עבור יישומים נרחבים .

מבוא

ההרכבה העצמית של סרטי nanoparticle מקרוסקופית משכה תשומת לב רבה למאפיינים הייחודיים שלהם נקבעו מתוך הגיאומטריה ובהרכב של האלמנטים ⁵ ועלולה להוביל למגוון רחב של יישומים אופטיים, אלקטרוניים וכימיים ^6-14. לסרטים כגון עצמי להרכיב חלקיקים מתכתיים כתרים עם ligands חייבים להיות ארוזים בתוך צפיפות גבוהה, monolayers. עם זאת כמה בעיות הרכבה צורך לטפל כדי לקדם את הפיתוח של חומרים כאלה.

ראשית, פעילי שטח התייצב חלקיקים מתכתיים מסונתזים בדרך כלל על ידי שיטות כימיה רטובה בהשעיות לדלל ^15. כדי למנוע צבירה ולשלוט במרווח interparticle של חלקיקים ....

פרוטוקול

1. Monolayers יגנד-nanoparticle התאסף עצמי

כדוגמא להמחשה של טכניקת ההרכבה העצמית, סרטי מאקרוסקופי, תיאול-alkane הכתיר nanosphere זהב monolayer מיוצרים באופן הבא:

1. להתרכז 15 nanospheres ננומטר זהב (זמין באופן מסחרי בצפיפות מספר: 10 ¹² מיליליטר / חלקיקים) ל~ 10 ¹³ / מיליליטר חלקיקים במים.
   1. הנח 15 מיליליטר של ההשעיה המים nanosphere לדלל לתוך מסנן אולטרה הצנטריפוגלי (....

תוצאות

איור 1 (א) מראה השעיה של nanospheres זהב, ligands תיאול-alkane, tetrahydrofuran ומים בבקבוקון זכוכית מייד לאחר הערבוב. סכמטי של שלושה שלבי הרכבה עצמית העיקריים, העברת שלב, שלב הפרדה, והובלת סרט תיווך שיפוע מתח פנים מוצגים באיור 1 (ב) כתצוגה מורחבת בממשק אוויר נוזל ליד בצד של הבקבוקון.

קבוצות תיאול על ligands במהירות להתחבר לnanospheres הזהב לאחר הערבוב, לעקירתם של פעילי שטח היוני.......

דיון

פרוטוקול זה מתאר טכניקה יחידה "בסיר אחד" הרכבה עצמית ליצירת סרטי monolayer מקרוסקופית nanoparticle ליגנד באמצעות העברת שלב, שלב הפרדה והדרגות מתח פנים. היתרון של שיטה זו הוא שהיא משלבת שלושה תהליכי הרכבה עצמית לתהליך אחד, בעלות נמוכה; במהירות וביעילות לשלב העברת חלקיקים, הרכבת החלקיקים לתוך monolayers בממשק אוויר נוזל והעברת סרטי monolayer על גבי מצעים נטולי תבנית.

האלמנטים הקריטיים ביותר ליצירת monolay.......

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
1,6-hexanedithiol	Sigma	H12005-5G
1-dodecanethiol	Sigma	471364-100ML
בקבוקוני נצנוץ נוזלי 20 מ"ל	Sigma	Z253081-1PAK
אצטון	סיגמא	650501-1L
Amicon אולטרה-15 מסנן צנטריפוגלי	Millipore	100K
צנטריפוגה	סורוול	RC5B
צנטריפוגה	Eppendorf	5810R
מים נטולי יונים	בתוך הבית	N/A
זכוכית שקופיות	סיגמא	CLS294875X25-72EA
15 ננומטר זהב ננו-כדורים	טד פלה, בע"מ	15703-1
Hexamethyldisilazane	Sigma	52619-50ML
מי חמצן (30%)	Sigma	216763-100ML
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק	Carl Zeiss	דגם 55
פרוסת סיליקון מלוטשת	Sun Edison	N/A
ספקטרומטר	OceanOptics	USB4000-VIS-NIR
חומצה גופרתית	פישר	A300-212
Tetrahydrofuran	Sigma	401757-100ML