Una técnica para funcionalizar y auto-ensamblan macroscópicas nanopartículas ligando monocapa Films en soportes de plantillas gratis

El objetivo general de este procedimiento es desarrollar películas macroscópicas, de nanopartículas, ligandos y monocapas. Esto se logra mediante el uso de una sola técnica de autoensamblaje de una sola olla. Primeras nanopartículas metálicas, rápidamente funcionalizadas con ligandos en un tetraedro de agua o disolvente THF.

A continuación, el ligando mantuvo la fase de las nanopartículas separada de la interfaz aire-disolvente. Finalmente, las nanopartículas se transportan a sustratos libres de plantillas utilizando gradientes de tensión superficial, autoensamblándose en películas monocapa macroscópicas de nanopartículas, ligandos. En última instancia, este procedimiento proporciona una técnica simple, robusta y escalable para funcionalizar y autoensamblar películas monocapa macroscópicas de nanopartículas, ligandos en sustratos libres de plantillas.

La principal ventaja de esta técnica sobre otros métodos de ensamblaje interfacial es la rápida y eficiente funcionalización y autoensamblaje de nanopartículas en películas monocapa macroscópicas. Aunque este método puede proporcionar información sobre la interfaz orgánica inorgánica a nivel nanométrico, también se puede aplicar a una amplia variedad de aplicaciones, como metamateriales, sensores fotovoltaicos y moleculares. Para empezar, concentre las nanoesferas de oro de 15 nanómetros disponibles en el mercado colocando 15 mililitros de la nanosfera diluida de suspensión de agua en un filtro ultracentrífugo.

A continuación, centrifugar la unidad a 4.500 Gs durante dos minutos o hasta que sólo queden unos pocos microlitros en la cámara del filtro. Vuelva a suspender la nanosfera en 1,5 mililitros de agua desionizada o desionizada o de tal manera que la concentración de nanopartículas sea de aproximadamente 10 a 13 partículas por mililitro. La suspensión es estable durante varias horas.

Una vez resuspendido en agua di, para verificar la densidad numérica y confirmar que las nanopartículas no se han agregado, primero pipetee 150 microlitros de la suspensión en un veterinario. También diluya la suspensión concentrada de nanopartículas con 1,35 mililitros de agua di. A continuación, coloque el veterinario en un espectrómetro visible ultravioleta y mida el espectro absorbente de la suspensión preparada, así como el de la suspensión original.

Compare la posición del pico en todo el ancho a la mitad del máximo para asegurarse de que no se ha producido la agregación. La magnitud de los picos de absorbancia para ambas muestras debe ser aproximadamente la misma. De este modo, se garantiza que la muestra concentrada sea más densa por un factor de 10 en una lima de vidrio de silicato de 20 mililitros limpia por separado a un mililitro de tetra hidrofurina.

A continuación, agregue ligandos de alcano tiol al THF y agite. La solución para mezclar de manera suficientemente uniforme. Se debe agregar ligando para cubrir al menos toda la superficie de las nanopartículas suspendidas.

El exceso de ligando aumenta la velocidad y la deficiencia de la reacción en una campana extractora. Coloque un mililitro del vial que contiene las nanoesferas de oro en el vial de ligandos THF. Enrosque rápidamente la tapa y agite el vial vigorosamente durante 15 segundos.

Retire la tapa y coloque el vial en el suelo. En la campana extractora, dependiendo de los ligandos, los dominios usados de nanopartículas doradas se forman rápidamente en la interfaz aire-líquido. Luego, las películas comienzan a trasladarse por el costado del vial.

Casi todas las nanopartículas han sido tapadas con ligandos thal retirados de la suspensión y transportadas al lado de los viales en una hora. Para transferir las películas a sustratos de vidrio removibles, corte los sustratos en un área de 12.5 por 25.4 milímetros con un rotulador o una rueda para sustratos de vidrio limpios, usando un enjuague con acetona, seguido de un enjuague con alcohol isopropílico. Y finalmente, un enjuague con agua.

Antes de dejar que los sustratos se sequen, consulte el protocolo de texto para la preparación de obleas de silicio. A continuación, inserte el sustrato en el vial de nanoesferas y ligandos previamente preparado. Enrosque la tapa y agite.

Después de agitar, retire la tapa con unas pinzas. Coloque el sustrato casi vertical contra la pared del vial. A continuación, utilice una pipeta para cubrir la mezcla de reacción sobre el sustrato.

La reacción se detiene cuando todo el disolvente orgánico se ha evaporado o todas las nanopartículas se han eliminado de la suspensión. Estimar la eficiencia de empaquetamiento de las nanoesferas en la monocapa observando las propiedades de transmisión y reflexión de la película. Ilumine la monocapa sobre sustratos de vidrio desde atrás con una fuente de luz blanca.

Se debe observar una película de color uniforme para nanopartículas de alta densidad, películas monocapa en transmisión y una reflexión similar al oro observada en la reflexión. A continuación, utilice un espectrómetro para cuantificar el espectro absorbente macroscópico de las monocapas. Al igual que antes, normalice el espectro absorbente con un portaobjetos de vidrio limpio.

A continuación, monte la película monocapa sobre un sustrato de vidrio en la trayectoria del haz del espectrómetro y recoja el espectro absorbente. El pico absorbente debe estar significativamente desplazado al rojo varios cientos de nanómetros dependiendo del ligando utilizado. Si el pico absorbente es muy ancho o no está bien definido, es probable que las películas monocapa sean de mala calidad.

Utilizar la técnica como un medio eficiente para funcionalizar las nanopartículas con ligandos thal. Decanta el resto desde el fondo del vial. Una vez completada la reacción, seque el material en el vial bajo nitrógeno.

Agregue un solvente orgánico para resuspender las nanopartículas con casi el 100% de transferencia y recuperación de fase de partículas, asegúrese de que las nanopartículas no se hayan agregado al resuspenderse en el solvente orgánico como antes, si el pico de absorbencia es amplio en relación con la suspensión original, sonique la muestra durante 15 minutos para ayudar a dispersar las nanopartículas. Se observa una película monocapa de nanosfera de oro de 15 nanómetros guardada en un sustrato de vidrio que refleja parcialmente la luz, lo que significa la fracción de alto volumen de las nanoesferas y transmite luz, lo que demuestra la preservación del plasma y las resonancias La uniformidad y la claridad óptica que se muestran aquí son imágenes de microscopía electrónica de barrido de falso color de una película monocapa de nanoesfera de oro de 15 nanómetros cubierta de acan sobre un sustrato de oblea de silicio. El borde de la película demuestra que las películas son monocapas y que las nanoesferas se empaquetan en dominios amorosos a escalas de longitud microscópica.

A escalas de longitud nanoscópicas. Las películas contienen dominios hexagonales cercanos y empaquetados, como lo demuestra la transformada de Fourier de la imagen. Mostrado. Aquí está la absorbancia experimental normalizada de una película monocapa que consiste en nanoesferas de oro de tiol acan ca ca 15 nanómetros sobre un sustrato de vidrio.

Una suspensión de nanoesferas de oro de 15 nanómetros en agua y fase transferida en cloroformo una vez dominada. Esta técnica se puede realizar en menos de una hora si se realiza correctamente. Después de lavar este video, debería tener una buena comprensión de cómo funcionalizar y autoensamblar de manera eficiente las nanopartículas metálicas en películas monolíticas microscópicas.