Verwendung Polystyrol- Block -Poly (Acrylsäure) beschichteten Metallnanopartikel als Monomere für ihre Homo- und Polymerisation

Yawen Wang; Xiohui Song; Hong Wang; Hongyu Chen

doi:10.3791/52954

Methodenartikel

Verwendung Polystyrol- Block -Poly (Acrylsäure) beschichteten Metallnanopartikel als Monomere für ihre Homo- und Polymerisation

DOI:

10.3791/52954

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9. Juli 2015

Yawen Wang¹ , Xiohui Song¹ , Hong Wang¹ , Hongyu Chen¹

¹Division of Chemistry and Biological Chemistry, Nanyang Technological University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Wir berichten über Protokolle zur "Polymerisation" verschiedener Arten von polymerverkapselten Metallnanopartikeln in lange Ketten von "Homo-" und "Co-Polymeren".

Zusammenfassung

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Wir stellen eine schablonenfreie Methode vor, um Nanopartikel zu langen Ketten ohne Seitenzweige zu "polymerisieren". Eine Vielzahl von Nanopartikeln wird in Polystyrol-Block-Poly(acrylsäure)-Schalen (PSPAA) verkapselt und dann als Monomere für ihre Selbstorganisation verwendet. Es ist bekannt, dass sich sphärische PSPAA-Mizellen nach der Säurebehandlung zu zylindrischen Mizellen zusammensetzen. Unter Ausnutzung dieser Tendenz werden die Kern-Schale-Nanopartikel dazu gebracht, sich zu aggregieren, zu verschmelzen und sich dann in lange Ketten umzuwandeln. Wenn mehr als eine Art von Nanopartikeln verwendet wird, können zufällige und Block-"Copolymere" von Nanopartikeln erhalten werden. Detaillierte Verfahren werden für die PSPAA-Verkapselung von Nanopartikeln, die Homo- und Copolymerisation der Kern-Schale-Nanopartikel, die Trennung und Reinigung der resultierenden Nanopartikelketten berichtet. Es werden auch Umwandlungen von einzeiligen Ketten in zwei- und dreizeilige Ketten vorgestellt. Die Synergie zwischen der Polymerhülle und den eingebetteten Nanopartikeln führt zu einem ungewöhnlichen Polymerisationsmodus für das Kettenwachstum, wodurch lange Nanopartikelketten entstehen, die sich von den Produkten des traditionellen Aggregationsprozesses unterscheiden.

Einleitung

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Trotz großer Fortschritte in der Synthese von Nanopartikeln in den letzten zwei Jahrzehnten bleibt ihre geordnete Anordnung eine große Herausforderung. Unsere synthetischen Fähigkeiten bei der Zusammenstellung der Grundbausteine sind von entscheidender Bedeutung für die Erforschung und Nutzung ihrer synergistischen Effekte und kollektiven Eigenschaften. Die Entwicklung neuer Reaktionswege und die Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen sind daher die Sprungbretter zur rationalen Synthese komplexer Nanobauelemente.

Unter der reichen strukturellen Vielfalt möglicher Nanopartikel-Anordnungen haben eindimensionale (1D) Ketten nützliche A....

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Protokoll

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Achtung: Bitte beachten Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS). Einige Chemikalien in diesen Synthesen verwendet werden, sind ätzend, giftig und möglicherweise krebserregend. Nanomaterialien können unerkannte Gefahren haben im Vergleich zu ihren Groß Kollegen. Bitte verwenden Sie geeignete Sicherheitsmaßnahmen bei der Durchführung von Reaktion, einschließlich der Verwendung von Abzugshaube und persönliche Schutzausrüstungen (Schutzbrille, Handschuhe, Labormantel, in voller Länge Hosen, geschlossene Schuhe, etc.).

1. Synthese von Metallnanopartikeln

Hinweis: Alle Glaswaren in den Synthesen eingesetzt werden mit <....

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Ergebnisse

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Die Nanopartikelmonomere und Ketten durch TEM. 1 zeigt die repräsentative TEM-Bilder der PSPAA eingekapselt Monomeren und bestätigt die Morphologien und Größen (Abbildung 1). Da einige Monomere in der Regel in der Probe nach der "Polymerisation" bleiben, wird die Probe in der Regel gereinigt und vor dem für die TEM-Charakterisierung konzentriert. Ein Fleck wurde während der Herstellung der TEM-Proben durch Mischen der Probenlösung mit 1% Ammoniummolybdat, um die Polymerhülle mit klaren .......

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Diskussion

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Die mechanistischen Details der Synthesen berichtet und in den früheren Veröffentlichungen diskutiert. ^20,21 Hier konzentrieren wir uns auf die Grundprinzipien der Synthesebedingungen. Für die Polymerisation von Nanopartikeln ist es bevorzugt, dass Nanopartikel von einheitlicher Größe verwendet. Wir folgen der Literatur beschriebenen Verfahren, um die gleichmäßige Au-Nanopartikeln, ²³ Au-Nanostäbchen, ²⁴ und Te-Nanodrähte. ²⁵ In der Regel bessere Gleichmäßigkeit Größe erhalten.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

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Die Autoren danken der NRF (CRP-4-2008-06), A*Star (SERC 112-120-2011) und MOE (RG14/13) Singapur für die finanzielle Unterstützung.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Gold(III)-chlorid-Trihydrat, ACS-Reagenz ≥ 49,0 % Au-Basis	Sigma-Aldrich	G4022	HAuCl₄
Natriumcitrat-Dihydrat, 99 %	Alfa Aesar A12274
Natriumborhydrid, ≥ 99%	Sigma-Aldrich	71321, Fluka
Hexadecyltrimethylammoniumbromid, ≥ 98	% Sigma-Aldrich	H5882	CTAB
Silbernitrat, 99,9999% Spurenmetallbasis	Sigma-Aldrich	204390
L-Ascorbinsäure, BioXtra, ≥ 99,0%, kristallines	Sigma-Aldrich	A5960
Tellurdioxid, ≥ 99%	Sigma-Aldrich	243450
Hydrazin-Monohydrat, 64-65%, Reagenzqualität, 98%	Sigma-Aldrich	207942
Poly(styrol-b-acrylsäure) (PS₁₅₄-PAA₄₉)	Polymerquelle	P4673A-SAA	PS16000-PAA3500
Poly(styrol-b-acrylsäure) (PS₁₄₄-PAA₂₈)	Polymerquelle	P4002-SAA	PS15000-PAA1600
2-Naphthalinthiol, ≥ 99,0 % (GC)	Sigma-Aldrich	88910, Fluka
Natriumdodecylsulfat, 99 %	Alfa Aesar	A11183
einwandige Kohlenstoffnanoröhren, 99 % ultrareines	NanoIntegris	PC10344a
Natriumhydroxid	Sinopharm	S1900136
1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphothioethanol (Natriumsalz)	Avanti polare Lipide	870160P	PSH
em>N,N-dimethylformamid	Merck	SA4s640012
Ethanol, absolut	Fischer	E/0650DF/17
Salzsäure, 37%	Honig gut	10189005	Verdünnen auf 1 M vor dem Gebrauch

Referenzen

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Anker, J. N. Biosensing with plasmonic nanosensors. Nat Mater. 7, 442-453 (2008).
Maier, S. A. Plasmonics—A Route to Nanoscale Optical Devices. Adv. Mater. 13, 1501-1505 (2001).
Zhu, Z.

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Schlagwörter

Polystyrol Block Polyacryls ure Nanopartikel Verkapselung Homopolymerisation Transmissionselektronenmikroskopie s ureinduzierte Assemblierung Nanopartikelketten Kern H lle Nanopartikel differenzielle Zentrifugation Polymer Selbstassemblierung

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