Inkapsling och permeabilitet egenskaper Plasma polymeriserade ihåliga partiklar
Summary
Vi har använt plasmaförstärkt kemisk ångavsättning för att avsätta tunna filmer som sträcker sig från några få nm till flera 100 nm på nanopartiklar av olika material. Vi därefter etsa kärnmaterialet för att producera ihåliga nanoshells vars permeabilitet styrs av tjockleken hos skalet. Vi karakteriserar permeabiliteten hos dessa beläggningar på små lösta ämnen och visar att dessa hinder kan tillhandahålla fördröjd frisättning av kärnmaterialet under flera dagar.
Abstract
I detta protokoll är core-shell nanostrukturer syntetiseras av plasma-kemisk ångavsättning. Vi producerar en amorf barriären genom plasmapolymerisation av isopropanol på olika fasta substrat, inklusive kiseldioxid och kaliumklorid. Denna mångsidiga teknik används för att behandla nanopartiklar och nanopowders med storlekar från 37 nm till 1 mikron, genom att sätta in filmer vars tjocklek kan vara allt från 1 nm till drygt 100 nm. Upplösning av kärnan tillåter oss att studera graden av genomträngning genom filmen. I dessa experiment bestämma vi diffusionskoefficienten av KCl genom barriärfilmen genom nanokristaller beläggning KCl och därefter övervaka den joniska ledningsförmågan hos de belagda partiklarna suspenderade i vatten. Den primära intresse i denna process är inkapslingen och fördröjd frisättning av lösta ämnen. Tjockleken hos skalet är en av de oberoende variablerna som vi reglerar hastigheten för frisättning. Den har en stark effekt på hastighetenför övergång ökar som från en sex-timmars frisättning (hölje är 20 nm) till en långsiktig övergång över 30 dagar (hölje är 95 nm). Frisättningsprofilen visar en karakteristisk beteende: en snabb frisättning (35% av de slutliga materialen) under de första fem minuterna efter början av upplösningen och en långsammare frisättning tills alla kärnmaterial komma ut.
Protocol
Discussion
En av de största utmaningarna i beläggning nanopartiklar är att ge en kompatibel kemi mellan beläggningen och substratet 1,2. Den metod som beskrivs här har den fördelen att det inte är väsentlig-specifik. Plasmapolymerer visar utmärkt vidhäftning på en mängd olika substrat, inklusive hårda metaller (fig. 2 (c)), kiseldioxid (fig. 2 (c)), kisel eller mjuka material (t.ex. polymerer) utan behov av någon speciell ytmodifiering 3 , 4,5. Tekniken har den …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av Grant nr CBET-0651283 från US National Science Foundation och Grant nr 117041PO9621 från Advanced Cooling Technology.
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).
