Indkapsling og permeabilitet karakteristika Plasma polymeriserede hule partikler
Summary
Vi har anvendt plasmaforstærket kemisk dampudfældning at aflejre tynde film strækker sig fra nogle få nm til flere 100 nm på nanopartikler af forskellige materialer. Vi derefter ætse kernematerialet til fremstilling af hule nanoshells hvis permeabilitet er styret af tykkelsen af skallen. Vi beskrive permeabiliteten af disse overtræk til små opløste og viser, at disse barrierer kan tilvejebringe langvarig frigivelse af kernematerialet over flere dage.
Abstract
I denne protokol, er kerne-shell nanostrukturer syntetiseret ved plasma forbedret kemisk dampudfældning. Vi producerer et amorft barriere ved plasma-polymerisation af isopropanol på forskellige faste substrater, herunder silica og kaliumchlorid. Dette alsidige teknik anvendes til behandling af nanopartikler og nanopowders med størrelser fra 37 nm til 1 um, ved at aflejre film, hvis tykkelse kan være hvor som helst fra 1 nm til op til 100 nm. Opløsning af kernen tillader os at studere graden af gennemtrængning gennem filmen. I disse eksperimenter, vi bestemme diffusionskoefficienten af KCl gennem barrierefilmen ved coating KCI nanokrystaller og efterfølgende overvågning af ioniske ledningsevne af de overtrukne partikler suspenderet i vand. Den primære interesse i denne proces er indkapslingen og forsinket frigivelse af opløste stoffer. Tykkelsen af skallen er en af de uafhængige variable, som vi styrer frigivelseshastigheden. Det har en kraftig virkning på den hastighedom frigivelse, stiger som fra en seks-timers release (vægtykkelse er 20 nm) til en langsigtet frigivelse i løbet af 30 dage (vægtykkelse er 95 nm). Frigivelsesprofilen viser et karakteristisk opførsel: en hurtig frigivelse (35% af de endelige materiale) i de første fem minutter efter begyndelsen af opløsningen og en langsommere frigivelse indtil alle kernematerialer kommer ud.
Protocol
Discussion
En af de største udfordringer i coating nanopartikler er at give en kompatibel kemi mellem belægningen og substratet 1,2. Metoden beskrevet her har den fordel, at det ikke er væsentlig-specifik. Plasma polymerer udviser fremragende adhæsion til en række substrater, herunder hårde metaller (figur 2 (c)), silica (figur 2 (c)), silicium eller bløde materialer (f.eks polymerer) uden behov for nogen særlig overflademodifikation 3 , 4,5. Teknikken har den yderlig…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af Grant No CBET-0651283 fra den amerikanske National Science Foundation og Grant nr. 117041PO9621 fra avanceret køleteknologi.
Materials
| Silica particles | Geltech Inc. | ||
| Potassium chloride (crystals) | EMD Chemicals Inc. | ||
| Isopropyl alcohol (99.9%) | Sigma-Aldrich | ||
| Hydrofluoric acid (48-51%) | VWR | ||
| Pipes and flanges | Swagelok | diameter of ¼ and 1 inch | |
| roughing pump | Edwards | ||
| liquid nitrogen trap | A&N Corporation |
References
- Xu, X., Asher, S. A. Synthesis and Utilization of Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic Crystals. Journal of the American Chemical Society. 126, 7940-7945 (2004).
- Lou, X., Archer, L., Yang, Z. Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications. Advanced Material. 20, (2008).
- Kim, D. J., Kang, J. Y., Kim, K. S. Coating of TiO2 Thin Films on Particles by a Plasma Chemical Vapor Deposition Process. Advanced Powder Technology. 21, 136-140 (2010).
- Marino, E., Huijser, T., Creyghton, Y., van der Heijden, A. Synthesis and Coating of Copper Oxide Nanoparticles Using Atmospheric Pressure Plasmas. Surface and Coatings Technology. 201, 9205-9208 (2007).
- Hakim, L., King, D., Zhou, Y., Gump, C., George, S., Weimer, A. Nanoparticle Coating for Advanced Optical, Mechanical and Rheological Properties. Advanced Functional Materials. 17, 3175-3181 (2007).
- Kim, S. H., Kim, J., Kang, B., Uhm, H. S. Superhydrophobic CFx Coating via In-Line Atmospheric RF Plasma of He-CF4-H2. Langmuir. 21, 12213-12217 (2005).
