Une technique pour fonctionnaliser et auto-assemblage de nanoparticules macroscopiques-ligand monocouches Films sur substrats libre-modèle

Résumé

Une technique simple, robuste et évolutive pour fonctionnaliser et s'auto-assembler macroscopiques monocouche films de nanoparticules sur des substrats ligand libre-modèle est décrit dans le présent protocole.

Résumé

Ce protocole décrit une technique d'auto-assemblage pour créer des films monocouches macroscopiques composés de nanoparticules revêtues de ligands ^{1, 2.} La technique simple, robuste et évolutive fonctionnalise efficacement nanoparticules métalliques avec des ligands thiols dans un mélange eau / solvant organique miscible permettant le greffage rapide de groupes thiol sur la surface des nanoparticules d'or. Les ligands hydrophobes sur les nanoparticules puis rapidement la phase de séparer les nanoparticules de la suspension de base aqueuse et les confinent à l'interface air-liquide. Ceci entraîne les nanoparticules de ligands à coiffe pour former des domaines en monocouche à l'interface air-liquide. L'utilisation de solvants organiques miscibles à l'eau est importante car elle permet le transport des nanoparticules à partir de l'interface de connexion sur des substrats modèles. Le débit est médiée par une surface gradient de tension ^{3, 4} et crée macroscopique, à haute densité, monocouche nanopfilms d'articles-ligand. Cette technique d'auto-assemblage peut être généralisé pour inclure l'utilisation de particules de compositions différentes, la taille et la forme et peut conduire à un procédé d'assemblage efficace de produire des films à faible coût, macroscopiques, à haute densité, monocouche de nanoparticules pour des applications répandues .

Introduction

L'auto-assemblage de films de nanoparticules macroscopiques a attiré une grande attention pour leurs propriétés uniques, déterminées à partir de la géométrie et la composition des éléments ⁵ et peut conduire à une large gamme d'applications optiques, électroniques et chimiques ^14.6. Pour ces films auto-assemblage de nanoparticules métalliques coiffés de ligands doivent être emballés dans de haute densité, monocouches. Toutefois, plusieurs questions d'assemblage doivent être abordées pour faire avancer le développement de ces matériaux.

Tout d'abord, tensioactif stabilisé nanoparticules métalliques son....

Protocole

1. Monocouches auto-assemblées ligand nanoparticules

A titre d'exemple illustratif de la technique d'auto-assemblage, macroscopiques, coiffées films monocouches nanosphères d'or alcane-thiols sont produites comme suit:

1. Concentré nanosphères 15 nm d'or (disponibles dans le commerce à une densité en nombre: 10 ¹² particules / ml) à ~ 10 ¹³ particules / ml dans de l'eau.
   1. Placer 15 ml de la suspension aqueuse diluée de nanosphères dans un filtre centrifuge ultra (100 K de limite nominale du poids moléculaire).
   2. Centrifuger le filtre / flacon à 4500 x g pendant 2 minutes, o....

Résultats

La figure 1 (a) montre une suspension de nanosphères d'or, des ligands de type thiol-alcanes, le tétrahydrofuranne et l'eau dans un flacon de verre immédiatement après le mélange. Un schématique des trois étapes principales d'auto-assemblage, le transfert de phase, la séparation de phases, et la surface gradient de tension à médiation transport de film est représenté sur la figure 1 (b) en tant que vue développée à l'interface air-liquide à proximité de la paroi du flacon.

Discussion

Ce protocole décrit une seule «one-pot» technique d'auto-assemblage pour créer macroscopiques films monocouches de nanoparticules ligand par transfert de phase, la séparation de phase et des gradients de tension de surface. L'avantage de cette technique est qu'elle combine trois processus d'auto-assemblage dans un seul processus, à faible coût; par éliminer rapidement et efficacement le transfert des nanoparticules, l'assemblage des particules dans des monocouches à l'interface air-liquide et le .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
1,6-hexanedithiol	Sigma	H12005-5G
1-dodécanéthiol	Sigma	471364-100ML
20 ml flacons à scintillation liquide	Sigma	Z253081-1PAK
Acétone	Sigma	650501-1L
Filtre centrifuge Amicon ultra-15	Millipore	100K
Centrifugeuse	Sorvall	RC5B
Centrifugeuse	Eppendorf	5810R
Eau déminéralisée	Interne	N/A
Lames en verre	Sigma	CLS294875X25-72EA
15 nm nanosphères d’or	Ted Pella, Inc	15703-1
Hexaméthyldisilazane	Sigma	52619-50ML
Peroxyde d’hydrogène (30 %)	Sigma	216763-100ML
Microscope électronique à balayage	Carl Zeiss	Modèle 55
Plaquette de silicium poli	Spectromètre Sun Edison	N/A
	OceanOptics	USB4000-VIS-NIR
Acide sulfurique	Fisher	A300-212
Tétrahydrofurane	Sigma	401757-100ML