Cet article décrit la préparation de nanomousses de nickel bien ordonnés par dépôt électrolytique de métal sur des modèles nanoporeux obtenus à partir de la base supramolécules copolymère dibloc auto-assemblée.
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Article de méthode
Gyroid Nickel Nanostructures de copolymère dibloc supramolécules
Dans cet article
Résumé
Résumé
Mousses métalliques nanoporeux possèdent une combinaison unique de propriétés - ils sont à activité catalytique, thermiquement et électriquement conducteur, et, en outre, avoir une porosité élevée, rapport surface-volume et de force-à-poids. Malheureusement, des approches communes pour la préparation de nanostructures métalliques rendent matériaux à l'architecture très désordonné, ce qui pourrait avoir un effet négatif sur leurs propriétés mécaniques. Les copolymères séquences ont la capacité de s'auto-assembler en nanostructures ordonnées et peuvent être appliqués en tant que matrices pour la préparation des nanomousses métalliques bien ordonnées. Nous décrivons ici l'application d'un complexe supramoléculaire à base de copolymère-bloc - le polystyrène-bloc-poly (4-vinylpyridine) (pentadécylphénol) PS-b-P4VP (PDP) - en tant que précurseur pour bien ordonnée nanomousse de nickel. Les complexes supramoléculaires présentent un comportement de phase similaire à des copolymères à blocs classiques et peuvent s'auto-assembler dans le bicontinue Gyroid morphologie esprith deux réseaux PS placés dans une matrice P4VP (PDP). PDP peut être dissous dans de l'éthanol conduisant à la formation d'une structure poreuse qui peut être rempli à nouveau avec le métal. En utilisant une technique de placage non électrolytique, le nickel peut être inséré dans les canaux du modèle. Enfin, le polymère restant peut être éliminé par pyrolyse du polymère / nanohybride inorganique résultant en mousse de nickel nanoporeux morphologie Gyroid inverse.
Introduction
Il existe plusieurs techniques disponibles pour la préparation d'nanomousses métalliques: dealloying 1-3, sol-gel se rapproche de 4,5, 6,7 nanosmelting, et la synthèse de combustion 8. Dans le procédé de dealloying, le matériau de départ est généralement un alliage binaire, par exemple, un alliage d'argent et d'or. Le métal le moins noble, l'argent, dans ce cas, peut être éliminé par voie chimique ou par voie électrochimique résultant en une mousse d'or poreuse désordonnée avec ligaments de taille nanométrique. Dans la synthèse par combustion, le métal est mélangé avec un précurseur d'énergie qui libère de l....
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Protocole
1. Préparation et caractérisation de PS-b-P4VP (PDP) Complexes avec Double Gyroid Morphologie
- Peser le polystyrène-bloc-poly (4-vinylpyridine) (PS-b-P4VP) et pentadécylphénol (PDP, M r = 304,51 g / mol). Afin d'obtenir la morphologie Gyroid, choisir soigneusement le montant de PDP devrait être (la fraction de poids de P4VP (PDP) bloc (f P4VP (PDP)) doit être ca. 0,6 selon le diagramme de phase de copolymères linéaires diblocs AB). Habituellement, de 0,15 à 0,2 g d'un PS-b-P4VP conduit à PS-b-P4VP (PDP) des films de 50 à 100 um d'épaisseur (étant donné que le di....
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Résultats
La morphologie des complexes supramoléculaires PS-b-P4VP (PDP) x est examiné par TEM et SAXS figures 2a et 2b afficher modèles Gyroid typiques d'un complexe supramoléculaire représentant:. Double-ondes et les motifs wagon-roues qui sont connus pour représenter des saillies à travers le (211) et le plan (111) de la cellule unitaire Gyroid, respectivement. Les domaines de blocs de PS sont plus clairs que les P4VP (PDP) domaines de blocs de x apparaissent sombres en raison de .......
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Discussion
Complexes supramoléculaires sont appliquées avec succès en tant que précurseurs pour nanomousses métalliques bien ordonnées. Dans ce procédé, l'étape essentielle consiste à acquérir le gabarit approprié, à savoir un modèle de morphologie Gyroid. Dans le diagramme de phase de copolymères séquences de la région Gyroid est très faible et il est assez difficile à cibler. Cela signifie que si les copolymères à blocs conventionnels sont utilisés comme matières de départ, la synthèse tout à fait complexe doit être.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent aucun intérêt financier concurrents.
Remerciements
Nous reconnaissons le soutien financier de l'Institut de Zernike des matériaux avancés, de l'Université de Groningen.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Réactifs | |||
| PS-b-P4VP, CAS : 26222-40-2 | Polymer Source Inc. | P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP | des informations supplémentaires sont fournies dans un tableau séparé |
| PDP | Aldrich | P4402-100G-A | recristallisé deux fois à partir de l’éther de pétrole |
| SnCl2 | Acros Organics | 196981000 | |
| PdCl2 | Aldrich | 76050 | |
| NiSO4&bull ; H2O | Sigma-Aldrich | 227676 | |
| Acide lactique | Aldrich | W261106 | |
| Sel trisodique d’acide citrique | Sigma-Aldrich | C3674 | |
| Borane diméthylamine | complexe Aldrich | 180238 | |
| PS-b-P4VP numéro de catalogue | Mn (PS), g/mol | Mn(P4VP), g/mol | PDI |
| P9009-S4VP | 24000 | 9500 | 1.1 |
| P136-S4VP | 31900 | 13200 | 1.08 |
| P5462-S4VP | 37500 | 16000 1.3 | |
| P3912-S4VP | 41500 | 17500 | 1.07 |
Références
- Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
- Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials. Chem. Mater. 19, 344-34....
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Réimpressions et autorisations
