Seit der Entdeckung von einwandig Kohlenstoff-Nanoröhren (SWCNTs),1,2 die wissenschaftlichen Gemeinschaften haben ihre hervorragenden elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften3 in einer Vielzahl von innovativen angewendet Anwendungen durch Modulation ihrer Oberflächeneigenschaften über kovalente4 und nicht-kovalente5 Strategien. Beispiele für diese Anwendungen ihre Verwendung als Wandler in Sensoren,6,7 Elektroden in Solarzellen,8 heterogene unterstützt in der Katalyse,9 Nanoreaktoren in Synthese,10 Anti-fouling Agenten in Schutzfolien,11 Füllstoffe in Verbundwerkstoffen,12etc.. Jedoch blieb die Möglichkeit, die Oberflächeneigenschaften von ihren robuster und dennoch industriell verfügbaren Multiwalled Pendants nämlich, MWCNTs, Steuern die Richtwirkung in ihrer nicht-kovalente Wechselwirkungen im Nanobereich, modulieren eine schwierige Aufgabe so weit. 13
Supramolekulare Selbstmontage der molekularen Bausteine ist eines der vielseitigsten Strategien um die Organisation der Materie auf der Nanoebene steuern. 14 , 15 in diesem Sinne supramolekulare Interaktionen beinhalten direktionale, Kurzstrecken- und Mid-Range-nicht-kovalente Wechselwirkungen wie H-Bindung, Van der Waals, Dipol-Dipol, Ion-Dipol, Dipol-induzierte Dipol, π-π stapeln, π-kation, Anion-π, Coulomb, unter anderem. 16 leider Direktionalität in Selbstmontage für größere Strukturen wie MWCNTs ist nicht spontan und erfordert in der Regel externe bewegenden Kräfte (z. B. Vorlagen oder Energiesysteme Verlustleistung). 17 ein den letzten Bericht verwendet nicht-kovalente Umwickeln von Nanotubes mit maßgeschneiderten Copolymere, Letzteres,18 aber die Verwendung von kovalente Strategien, um neue Alternativen zu bieten, um dieses Problem zu lösen verfolgen blieben kaum erforscht.
Chemische Modifikation von Kohlenstoff-Nanoröhren kann selektiv erfolgen, verschiedene funktionelle Gruppen Termini oder an den Seitenwänden des gleichen einzuführen. 19 , 20 Polymer-Pfropfen durch standard Polymerisation Routen ist einer der nützlichsten Ansätze, die Oberflächeneigenschaften in Kohlenstoff-Nanostrukturen anzupassen. In der Regel, diese Ansätze beinhalten die vorläufige Einführung der polymerisierbaren oder Initiator Gruppen (Acryl, Vinyl, etc.) auf der Nanostruktur Oberfläche und ihre nachfolgende Polymerisation mit einem geeigneten Monomer. 21 bei MWCNTs, ist die kovalente Einführung der Polymerketten an den Seitenwänden, deren führt in einem anisotropen Wohnort zu kontrollieren eine Herausforderung geblieben.
Hier zeigen wir, wie eine Reihe von einfachen chemischen Modifizierung Schritte22,23 angewendet werden kann, um PS-Ketten an den Seitenwänden des MWCNTs einzufügen, um ihre Oberfläche führt zu ändern und ihre anisotropen zu fördern Self-assembly23 im Nanobereich. Während der Änderung Route gesteht ein erster Schritt für die selektive Hydroxylierung des unberührten MWCNTs an den Seitenwänden durch Anschluss an eine biphasische katalytisch Oxidationsreaktion hydroxylierten Pendants ergeben nämlich MWCNT-OH vermittelt. In einem zweiter Schritt verwendet 3-(Trimethoxysilyl) Propyl Methacrylat (TMSPMA), die zuvor erstellte Hydroxylgruppen (MWCNT-O-TMSPMA) Silylated Methacrylat Moieties vorzustellen. Diese Einsätze werden Oberfläche reaktive Zentren in einem dritten Schritt wenn Styrol Monomer aus der Methacrylat Moieties so nachgiebig Polymerketten veredelt, die Seitenwände der Nanoröhren am Ende (d.h. MWCNT-O-PS) polymerisiert ist, bieten.