Name: Gyroid Nickel Nanostructures de copolymère dibloc supramolécules (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 40 s
Description: Découvrez la préparation de nano-mousses de nickel ordonnées par déposition électroless sur des gabarits de copolymères dibloc supramoléculaires auto-assemblés. Cette méthode permet d'obtenir des structures nanoporeuses avec morphologie gyroïde inverse pour la science des matériaux.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Nous reconnaissons le soutien financier de l&#39;Institut de Zernike des matériaux avancés, de l&#39;Université de Groningen.

1. Préparation et caractérisation de PS-b-P4VP (PDP) Complexes avec Double Gyroid Morphologie <ol><li> Peser le polystyrène-bloc-poly (4-vinylpyridine) (PS-b-P4VP) et pentadécylphénol (PDP, M r = 304,51 g / mol). Afin d&#39;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&#39;un PS-b-P4VP conduit à PS-b-P4VP (PDP) des films de 50 à 100 um d&#39;épaisseur (étant donné que le diamètre d&#39;une boîte de Petri utilisé dans l&#39;étape 5-6 est de 1,3 cm). Calculer la quantité de PDP selon l&#39;une des équations suivantes: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/50673/50673eq1.jpg" /> <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/50673/50673eq2.jpg" /> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/50673/50673eq3.jpg" /><br/&gt; <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/50673/50673eq4.jpg" /></li><li> Dissoudre PS-b-P4VP et PDP dans le chloroforme et remuez pendant quelques heures à la température ambiante. Maintenir la concentration de polymère au-dessous de 2% en poids pour assurer la formation d&#39;un complexe homogène. </li><li> Verser la solution dans une boîte de Pétri en verre. </li><li> Placer le plat dans une atmosphère saturée de chloroforme. </li><li> Après environ une semaine, sortez la boîte de Pétri. Un film de complexe supramoléculaire est formé. </li><li> Sécher le film sous vide à 30 ° C pendant une nuit. </li><li> Placez le film dans un conteneur spécialement conçu, retirer l&#39;air du récipient et remplissez-le avec de l&#39;azote. Recuire le film pendant 4 jours à l&#39;étuve à 120 ° C sous atmosphère de N2 à 1 bar de surpression. </li><li> Couper le petit morceau du film, incorporer en époxy et guérir une nuit à 40 ° C. </li><li> Microtome l&#39;échantillon à une épaisseur d&#39;environ 80 nm à l&#39;aide d&#39;un couteau diamant à la température ambiante. The section microtome flotte sur l&#39;eau. Ramassez-les et placez sur des grilles de Cu. </li><li> Mettez les grilles contenant les sections microtomée dans un bocal avec de l&#39;iode. Après 45 min d&#39;échantillons sont colorés et prêts pour la microscopie électronique à transmission. </li><li> Insérer les grilles de Cu avec coupes colorées dans le microscope électronique à transmission fonctionnant à une tension d&#39;accélération de 120 kV et une image de l&#39;échantillon. </li><li> Insérez le morceau du film (obtenu après l&#39;étape 1.7) dans le porte-échantillon pour les petits angles de diffusion de rayons X et le fixer avec une bande Kapton. Placer le porte-échantillon préparé dans la machine pour SAXS. Ouvrez le volet de rayons X et d&#39;acquérir le modèle de diffusion 2D. Intégrer le modèle 2D obtenu et analyser la position des pics dans le modèle 1D. </li></ol> 2. Génération et caractérisation de la structure poreuse <ol><li> Mettez le morceau de film (obtenu après l&#39;étape 1.7) dans de l&#39;éthanol et le garder pendant trois jours. </li><li> Sécher l&#39;échantillon. </li><li> Préparer les échantillons pour une mesure H RMN. Dissoudre la poudre PDP, poudre PS-b-P4VP, PS-b-P4VP (PDP) (après l&#39;étape 1.7), et poreux film complexe supramoléculaire (après l&#39;étape 2.2) dans CDCl3. Enregistrement des spectres RMN 1 H à température ambiante. </li><li> Analyser poudre PS-b-P4VP, supramoléculaire complexe PS-b-P4VP (PDP) (après l&#39;étape 1.7), et le film poreux (après l&#39;étape 2.2) par calorimétrie différentielle à balayage. Utiliser un mode modulé avec un taux de chauffage / refroidissement de 1 ° C / min, une amplitude d&#39;oscillation de 0,5 ° C, et une période d&#39;oscillation de 60 secondes. Equilibrer les échantillons à -30 ° C, température à 180 ° C, refroidir à -30 ° C, puis chauffer à nouveau à 180 ° C. Utiliser les données provenant du second cycle de chauffage pour l&#39;analyse. </li><li> Dégazer l&#39;échantillon poreux (après l&#39;étape 2.2) pendant 8 heures à la température ambiante et pendant 18 heures à 70 ° C et à effectuer des mesures d&#39;adsorption d&#39;azote à 77 K. </li><li> Utilisez le logiciel approprié (par exemple, WinADP) et des modèles pour analyser les isothermes obtenues. </li><li> Sécher l&#39;échantillon poreux (après l&#39;étape 2.2) à 50 ° C pendant 8 heures et dégazer à température ambiante et à la pression de 0,5 Pa pendant 2 heures. </li><li> Effectuer porosimétrie au mercure. </li></ol> 3. Insertion Nickel dans le modèle de polymère <ol><li> Peser le chlorure d&#39;étain (SnCl 2, M r = 189,60 g / mol) et de préparer une solution aqueuse (SnCl 2 / HCl 0,1 M à 0,1 M; 1,896 g de SnCl 2, 0,8 ml de HCl et 100 ml H 2 O). Mettre la solution pendant une nuit sur ​​un agitateur pour assurer la dissolution complète du SnCl 2. </li><li> Peser le chlorure de palladium (PdCl 2, M r = 177,33 g / mol) et de préparer une solution aqueuse (M PdCl 2 M HCl 0,0014 / 0,25; 0,025 g de PdCl2, 2 ml d&#39;HCl et 100 ml H 2 O). </li><li> Préparer la partie 1 de la salle de bain de nickelage: peser 6,78 g de sulfate de nickel hexahydraté (NiSO4 • 6H 2 O, M r = 2620,85 g / mol) et 2 g de citrate de sodium (Na 3 C 6 H 5 O 7, M r = 258,06 g / mol) et les dissoudre dans 80 ml ​​d&#39;eau. Ajouter 828 ul de 85% d&#39;acide lactique (C 3 H 6 O 3, M r = 90,08 g / mol). </li><li> Préparer la partie 2 du bain de nickelage: poids rupture complexe borane diméthylamine de 0,2 g de ((CH 3) 2 NHBH 3, M r = 58,92 g / mol) et le dissoudre dans 20 ml d&#39;eau. Complexe de diméthylamine borane doit être manipulé dans une hotte bien ventilée. </li><li> Immerger le film poreux (après l&#39;étape 2.2) dans la solution aqueuse de chlorure d&#39;étain (étape 3.1) pendant 1 heure. </li><li> Rincer le film à fond avec de l&#39;eau désionisée. </li><li> Immerger le film dans la solution aqueuse de chlorure de palladium (étape 3.2) pendant 1 heure. </li><li> Rincer le film à fond avec de l&#39;eau désionisée. </li><li> Mélanger une partie (3.3) et la partie 2 (3.4) du bain de nickelage. Ajuster le pH à 7,0 avec de l&#39;hydroxyde d&#39;ammonium. </li><li> Immerger le film dans le bain galvanique de nickel pendant 1 heure. </li><li> Rincer le film à fond avec de l&#39;eau désionisée. </li><li> Sécher l&#39;échantillon. </li><li> Préparer l&#39;échantillon plaqué pour la microscopie électronique en suivant les étapes 1.8 à 1.9. </li><li> L&#39;image de l&#39;échantillon tel que décrit à l&#39;étape 1.11. </li><li> Insérer des grilles de Cu contenant les sections de l&#39;échantillon plaqué dans le microscope électronique à transmission à haute résolution. Acquérir micrographies TEM haute résolution. Observer l&#39;échantillon sous le microscope et choisir la zone pour l&#39;analyse élémentaire par EDX (analyse par dispersion d&#39;énergie des rayons X). Effectuer l&#39;analyse EDX de la zone choisie et analyser le motif obtenu. </li></ol> 4. L&#39;exposition de la mousse de nickel inverse Gyroid <ol><li> Mettre le film de nickel plaqué (après l&#39;étape 3.12) dans un four à 350 ° C et l&#39;empêcher de 1 heure à 4 jours. </li><li> Attacher l&#39;échantillon sur le porte-échantillon en utilisant une pâte d&#39;argent. </li><li> Insérez l&#39;échantillon dans le micro électronique à balayageroscope. L&#39;acquisition de plusieurs images de l&#39;échantillon. </li><li> Introduire l&#39;échantillon dans le microscope électronique à balayage. Observer l&#39;échantillon sous le microscope et choisir la zone pour l&#39;analyse élémentaire par EDX. Effectuer l&#39;analyse EDX de la zone choisie et analyser le motif obtenu. </li></ol>

<ol><li>Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+nanoporosity+in+dealloying%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Evolution of nanoporosity in dealloying.</a> Nature. 410, 450-453 (2001).</li>
<li>Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Characterization+of+Hierarchical+Porous+Gold+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials.</a> Chem. Mater. 19, 344-346 (2007).</li>
<li>Detsi, E., van de Schootbrugge, M., Punzhin, S., Onck, P. R., De Hosson, J. T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+tuning+the+morphology+of+nanoporous+gold%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Mater%22%5BJournal%5D)">On tuning the morphology of nanoporous gold.</a> Scripta Mater. 64, 319-322 (2011).</li>
<li>Gacoin, T., Lahlil, K., Larregaray, P., Boilot, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformation+of+CdS+Colloids%3A+Sols%2C+Gels%2C+and+Precipitates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Transformation of CdS Colloids: Sols, Gels, and Precipitates.</a> J. Phys. Chem. B. 105, 10228-10235 (2001).</li>
<li>Tappan, B. C., Steiner, S. A., Luther, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoporous+Metal+Foams%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Nanoporous Metal Foams.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 49, 4544-4565 (2010).</li>
<li>Leventis, N., Chandrasekaran, N., Sadekar, A. G., Sotiriou-Leventis, C., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-Pot+Synthesis+of+Interpenetrating+Inorganic%2FOrganic%5BTitle%5D)+AND+%22Networks+of+CuO%2FResorcinol-Formaldehyde+Aerogels%3A+Nanostructured+Energetic+Materials.+J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">One-Pot Synthesis of Interpenetrating Inorganic/Organic.</a> Networks of CuO/Resorcinol-Formaldehyde Aerogels: Nanostructured Energetic Materials. J. Am. Chem. Soc. 131, 4576-4577 (2009).</li>
<li>Leventis, N., Chandrasekaran, N., Sotiriou-Leventis, C., Mumtaz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smelting+in+the+age+of+nano%3A+iron+aerogels%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Smelting in the age of nano: iron aerogels.</a> J. Mater. Chem. 19, 63-65 (2009).</li>
<li>Tappan, B. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralow-Density+Nanostructured+Metal+Foams%3A+Combustion+Synthesis%2C+Morphology%2C+and+Composition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Ultralow-Density Nanostructured Metal Foams: Combustion Synthesis, Morphology, and Composition.</a> J. Am. Chem. Soc. 128, 6589-6594 (2006).</li>
<li>Ashby, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+Foams%3A+a+Design+Guide%5BTitle%5D)+AND+%22Butterworth-Heinemann%22%5BJournal%5D)">Metal Foams: a Design Guide.</a> Butterworth-Heinemann. , (2000).</li>
<li>Tekoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+Effects+in+Cellular+Solids%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Size Effects in Cellular Solids.</a> , University of Groningen. (2007).</li>
<li>Amsterdam, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+Performance+and+Failure+Analysis+of+Aluminium+Foams%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Structural Performance and Failure Analysis of Aluminium Foams.</a> , University of Groningen. (2008).</li>
<li>Bates, F. S., Fredrickson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Block+Copolymer+Thermodynamics%3A+Theory+and+Experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Block Copolymer Thermodynamics: Theory and Experiment.</a> Annu. Rev. Phys. Chem. 41, 525-527 (1990).</li>
<li>Hamley, I. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHamley%2C+IW+%22The+Physics+of+Block+Copolymers%22">The Physics of Block Copolymers</a>. , Oxford University Press. (1998).</li>
<li>Abetz, V., Simon, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAbetz%2C+V+%22Advances+in+Polymer+Science%22">Advances in Polymer Science</a>. , Springer. Berlin / Heidelberg. (2005).</li>
<li>Hillmyer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoporous+Materials+from+Block+Copolymer+Precursors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Nanoporous Materials from Block Copolymer Precursors.</a> Adv. Polym. Sci. 190, 137-181 (2005).</li>
<li>Mansky, P., Harrison, C. K., Chaikin, P. M., Register, R. A., Yao, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanolithographic+templates+from+diblock+copolymer+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanolithographic templates from diblock copolymer thin films.</a> Appl. Phys. Lett. 68, 2586-2588 (1996).</li>
<li>Hashimoto, T., Tsutsumi, K., Funaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoprocessing+Based+on+Bicontinuous+Microdomains+of+Block+Copolymers%3A+Nanochannels+Coated+with+Metals%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Nanoprocessing Based on Bicontinuous Microdomains of Block Copolymers: Nanochannels Coated with Metals.</a> Langmuir. 13, 6869-6872 (1997).</li>
<li>Chen, S. -Y., Huang, Y., Tsiang, R. C. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ozonolysis+efficiency+of+PS-b-PI+block+copolymers+for+forming+nanoporous+polystyrene%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Polym.+Sci.+A+Polym.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ozonolysis efficiency of PS-b-PI block copolymers for forming nanoporous polystyrene.</a> J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 46, 1964-1973 (2008).</li>
<li>Thurn-Albrecht, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscopic+Templates+from+Oriented+Block+Copolymer+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoscopic Templates from Oriented Block Copolymer Films.</a> Adv. Mater. 12, 787-791 (2000).</li>
<li>Park, M., Harrison, C., Chaikin, P. M., Register, R. A., Adamson, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Block+Copolymer+Lithography%3A+Periodic+Arrays+of+%7E1011+Holes+in+1+Square+Centimeter%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Block Copolymer Lithography: Periodic Arrays of ~1011 Holes in 1 Square Centimeter.</a> Science. 276, 1401-1404 (1997).</li>
<li>Cheng, J. Y., Ross, C. A., Thomas, E. L., Smith, H. I., Vancso, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+nanostructures+with+long-range+order+using+block+copolymer+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Fabrication of nanostructures with long-range order using block copolymer lithography.</a> Appl. Phys. Lett. 81, 3657-3659 (2002).</li>
<li>Voet, V. S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interface+Segregating+Fluoralkyl-Modified+Polymers+for+High-Fidelity+Block+Copolymer+Nanoimprint+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Interface Segregating Fluoralkyl-Modified Polymers for High-Fidelity Block Copolymer Nanoimprint Lithography.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 2812-2815 (2011).</li>
<li>Zalusky, A. S., Olayo-Valles, R., Wolf, J. H., Hillmyer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ordered+Nanoporous+Polymers+from+Polystyrene-Polylactide+Block+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Ordered Nanoporous Polymers from Polystyrene-Polylactide Block Copolymers.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 12761-12773 (2002).</li>
<li>Crossland, E. J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Bicontinuous+Double+Gyroid+Hybrid+Solar+Cell%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">A Bicontinuous Double Gyroid Hybrid Solar Cell.</a> Nano Lett. 9, 2807-2812 (2008).</li>
<li>Uehara, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-Selective+Diffusion+in+Nanoporous+but+Flexible+Membranes+for+Glucose+Sensors%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Size-Selective Diffusion in Nanoporous but Flexible Membranes for Glucose Sensors.</a> ACS Nano. 3, 924-932 (2009).</li>
<li>Voet, V. S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28vinylidene+fluoride%29%2Fnickel+nanocomposites+from+semicrystalline+block+copolymer+precursors%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Poly(vinylidene fluoride)/nickel nanocomposites from semicrystalline block copolymer precursors.</a> Nanoscale. 5, 184-192 (2013).</li>
<li>Brinker, C. J., Scherer, J. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrinker%2C+CJ+%22Sol-Gel+Science%3A+The+Physics+and+Chemistry+of+Sol-Gel+Processing%22">Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing</a>. , Academic Press. (1990).</li>
<li>Hsueh, H. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inorganic+Gyroid+with+Exceptionally+Low+Refractive+Index+from+Block+Copolymer+Templating%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Inorganic Gyroid with Exceptionally Low Refractive Index from Block Copolymer Templating.</a> Nano Lett. 10, 4994-5000 (2010).</li>
<li>Hsueh, H. -Y., Ho, R. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bicontinuous+Ceramics+with+High+Surface+Area+from+Block+Copolymer+Templates%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Bicontinuous Ceramics with High Surface Area from Block Copolymer Templates.</a> Langmuir. 28, 8518-8529 (2012).</li>
<li>Riedel, W. Electroless Nickel Plating. , (1991).</li>
<li>Mallory, G. O., Hajdu, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroless+Plating%3A+Fundamentals+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22American+Electroplaters+and+Surface+Finishers+Society%22%5BJournal%5D)">Electroless Plating: Fundamentals and Applications.</a> American Electroplaters and Surface Finishers Society. , (1992).</li>
<li>Djokić, S. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDjoki%C4%87%2C+SS+%22Modern+Aspects+of+Electrochemistry%22">Modern Aspects of Electrochemistry</a>. , Springer US. (2002).</li>
<li>Djokić, S. S., Cavallotti, P. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDjoki%C4%87%2C+SS+%22Modern+Aspects+of+Electrochemistry%22">Modern Aspects of Electrochemistry</a>. , Springer. New York. (2010).</li>
<li>Crossland, E. J. W., Ludwigs, S., Hillmyer, M. A., Steiner, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+gyroid+forming+block+copolymer+templates%3A+effects+of+an+electric+field+and+surface+topography%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Control of gyroid forming block copolymer templates: effects of an electric field and surface topography.</a> Soft Matter. 6, 670-676 (2010).</li>
<li>Hsueh, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoporous+Gyroid+Nickel+from+Block+Copolymer+Templates+via+Electroless+Plating%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoporous Gyroid Nickel from Block Copolymer Templates via Electroless Plating.</a> Adv. Mater. 23, 3041-3046 (2011).</li>
<li>Vukovic, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supramolecular+Route+to+Well-Ordered+Metal+Nanofoams%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Supramolecular Route to Well-Ordered Metal Nanofoams.</a> ACS Nano. 5, 6339-6348 (2011).</li>
<li>Mao, H., Hillmyer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macroscopic+samples+of+polystyrene+with+ordered+three-dimensional+nanochannels%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Macroscopic samples of polystyrene with ordered three-dimensional nanochannels.</a> Soft Matter. 2, 57-59 (2006).</li>
<li>Kobayashi, Y., Tadaki, Y., Nagao, D., Konno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deposition+of+Gold+Nanoparticles+on+Polystyrene+Spheres+by+Electroless+Metal+Plating+Technique%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Conf.+Ser%22%5BJournal%5D)">Deposition of Gold Nanoparticles on Polystyrene Spheres by Electroless Metal Plating Technique.</a> J. Phys. Conf. Ser. 61, 582-586 (2007).</li>
<li>Finnefrock, A. C., Ulrich, R., Toombes, G. E., Gruner, S. M., Wiesner, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+plumber%27s+nightmare%3A+a+new+morphology+in+block+copolymer-ceramic+nanocomposites+and+mesoporous+aluminosilicates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">The plumber's nightmare: a new morphology in block copolymer-ceramic nanocomposites and mesoporous aluminosilicates.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 13084-13093 (2003).</li>
<li>Tyler, C. A., Morse, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orthorhombic+Fddd+network+in+triblock+and+diblock+copolymer+melts%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Orthorhombic Fddd network in triblock and diblock copolymer melts.</a> Phys. Rev. Lett. 94, 208-302 (2005).</li>
<li>Ranjan, A., Morse, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Landau+theory+of+the+orthorhombic+Fddd+phase%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Landau theory of the orthorhombic Fddd phase.</a> Phys. Rev. E. 74, 011803(2006).</li>
<li>Kim, M. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+the+Fddd+Phase+in+Diblock+Copolymer+Melts%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Stability of the Fddd Phase in Diblock Copolymer Melts.</a> Macromolecules. 41, 7667-7670 (2008).</li>
</ol>

Les auteurs déclarent aucun intérêt financier concurrents.

Complexes supramoléculaires sont appliquées avec succès en tant que précurseurs pour nanomousses métalliques bien ordonnées. Dans ce procédé, l&#39;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...

Il existe plusieurs techniques disponibles pour la préparation d&#39;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&#39;argent et d&#39;or. Le métal le moins noble, l&#39;argent, dans ce cas, peut être éliminé par voie chimique ou par voie électrochimique résultant en une mousse d&#39;or poreuse désordonnée avec ligaments de taille nanométrique. Dans la synthèse par combustion, le métal est mélangé avec un précurseur d&#39;énergie qui libère de l&#39;énergie lors de sa décomposition et entraîne la formation de nanomousse métallique 8. Des études sur le comportement mécanique des mousses métalliques indiquent que dans les architectures de troubles contraintes ne peuvent pas être transmises efficacement de l&#39;échelle nanométrique de ligament à l&#39;échelle macroscopique global 9-11. Ainsi nanomousses métalliques bien ordonnées sont censés avoir des propriétés mécaniques supérieures par rapport à lales troubles. L&#39;idée représentée ici est d&#39;employer des copolymères à blocs qui s&#39;auto-assemblent en nanostructures ordonnées comme précurseurs d&#39;nanomousses métalliques. En fonction de la composition d&#39;un copolymère à blocs, le nombre total d&#39;unités monomères et de l&#39;étendue de la répulsion entre les blocs chimiquement liés, apparaissent différentes morphologies telles que: sphérique, cylindrique, à lamelles, double Gyroid, lamellaire hexagonale perforée, et d&#39;autres de 12 à 14 . En outre, des blocs de polymères peuvent être dégradés de manière sélective conduisant à des matériaux nanoporeux 15. Les méthodes les plus courantes sont: 16-18 ozonolyse, une irradiation UV 19, gravure ionique réactive de 20 à 22, 23 à 26 et de dissolution. Les structures poreuses générés peuvent être remblayées avec divers matériaux inorganiques. Les oxydes métalliques (par exemple SiO 2, TiO 2) sont généralement introduits par procédé sol-gel dans les canaux de la modèle 27-29. Elle placage autocatalytique ectrochemical et sont couramment utilisés pour déposer du métal sur ou dans des modèles de 30 à 33. Enfin, le polymère restant peut être éliminé du polymère nanohybride / inorganique par l&#39;intermédiaire de deux pyrolyse, dissolution 34,35, 28,29 dégradation par les UV, etc Dans notre approche, nous partons d&#39;un complexe supramoléculaire de polystyrène-bloc-poly (4-vinyl-pyridine) (PS-b-P4VP) copolymère dibloc et pentadécylphénol amphiphile (PDP) des molécules. Ce complexe est le résultat de la liaison hydrogène entre PDP et cycles pyridine (Figure 1a). La composition du copolymère à blocs de départ et la quantité d&#39;ajouter PDP sont choisis de telle sorte que le système s&#39;auto-assemble obtenus en double morphologie Gyroid bicontinue avec un réseau de PS et d&#39;une matrice P4VP (PDP) (figure 1b). Molécules PDP se dissoudre sélectivement dans de l&#39;éthanol et P4VP chaînes effondrement sur le réseau PS (Figure 1c). Par la suite, en utilisant la méthode de placage sans courant, le nickel est déposé dans les pores de la matrice (figure 1d). Après l&#39;élimination du polymère restant par pyrolyse, un nanomousse de nickel Gyroid bien ordonnée est obtenue (figure 1e).

<table><tbody><tr><td colspan="4">Réactifs</td></tr><tr><td>PS-b-P4VP, CAS : 26222-40-2</td><td>Polymer Source Inc.</td><td>P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP</td><td>des informations supplémentaires sont fournies dans un tableau séparé</td></tr><tr><td>PDP</td><td>Aldrich</td><td>P4402-100G-A</td><td>recristallisé deux fois à partir de l’éther de pétrole</td></tr><tr><td>SnCl2</td><td>Acros Organics</td><td>196981000</td><td></td></tr><tr><td>PdCl2</td><td>Aldrich</td><td>76050</td><td></td></tr><tr><td>NiSO4&bull ; H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227676</td><td></td></tr><tr><td>Acide lactique</td><td>Aldrich</td><td>W261106</td><td></td></tr><tr><td>Sel trisodique d’acide citrique</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C3674</td><td></td></tr><tr><td>Borane diméthylamine</td><td>complexe Aldrich</td><td>180238</td><td></td></tr><tr><td>PS-b-P4VP numéro de catalogue</td><td>Mn (PS), g/mol</td><td>Mn(P4VP), g/mol</td><td>PDI</td></tr><tr><td>P9009-S4VP</td><td>24000</td><td>9500</td><td>1.1</td></tr><tr><td>P136-S4VP</td><td>31900</td><td>13200</td><td>1.08</td></tr><tr><td>P5462-S4VP</td><td>37500</td><td>16000 1.3</td><td></td></tr><tr><td>P3912-S4VP</td><td>41500</td><td>17500</td><td>1.07</td></tr></tbody></table>

gyroid nickel nanostructures de copolymère dibloc supramolécules

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

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&#39;architecture très désordonné, ce qui pourrait avoir un effet négatif sur leurs propriétés mécaniques. Les copolymères séquences ont la capacité de s&#39;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&#39;application d&#39;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&#39;auto-assembler dans le bicontinue Gyroid morphologie esprith deux réseaux PS placés dans une matrice P4VP (PDP). PDP peut être dissous dans de l&#39;éthanol conduisant à la formation d&#39;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.

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&#39;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 ...

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.

Gyroid Nickel Nanostructures de copolymère dibloc supramolécules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

L'objectif général de cette procédure est de préparer des nano-foams métalliques ordonnés, à partir d'un complexe supramoléculaire, le bloc de polystyrène poly pour la vinylpurine pénédes LPH phénol. Cela est réalisé en premier lieu en sélectionnant les paramètres appropriés du système qui conduiront à la morphologie double gyroïde dans les complexes supramoléculaires. La deuxième étape consiste à éliminer sélectivement l'un des composants du complexe, à savoir le pénédes phénol, qui fait partie de la matrice gyroïde.Ensuite, le moule poreux est rempli par électrolyse avec du nickel au moyen d'une procédure de galvanoplastie. La dernière étape consiste à éliminer le polymère restant par pyrolyse à 350 degrés Celsius. En définitive, la synthèse dirigée par un moule de copolymère en bloc est utilisée pour générer des mousses métalliques nanoporeuses bien ordonnées présentant une morphologie gyroïde inverse.Ainsi, le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes réside dans la capacité d'obtenir de manière simple une morphologie en double gyre dans des polymères bloqueurs. Une fois cette morphologie en double gyre obtenue, nous pouvons prendre notre échanti

gyroid-nickel-nanostructures-from-diblock-copolymer-supramolecules

Research

Recherche

JoVE Journal

Chemistry

Chimie

Un simple et générale méthode manuelle synthèse peptoïde impliquant l'équipement de base et de réactifs disponibles dans le commerce est présenté, permettant peptoïdes pour être facilement synthétisée dans la plupart des laboratoires. La synthèse, la purification et la caractérisation d'une 36mer peptoïde amphiphile est décrite, ainsi que son auto-assemblage en très ordonnée nanofeuillets.

Synthèse Submonomer en phase solide de polymères et de leurs peptoïde auto-assemblage dans le hautement ordonné nanofeuillets

Cet article décrit une méthode pour synthétiser nanoprécipitation à base de polymères diblocs nanoparticules à l'aide de co-polymères. Nous allons discuter de la synthèse de co-polymères diblocs, la technique nanoprécipitation, et les applications potentielles.

Formulation de nanoparticules polymériques dibloc par la technique nanoprécipitation

Le but de cette expérience est de déterminer et de contrôler la taille, la forme et la stabilité de l'auto-assemblés amphiphiles discotiques dans l'eau. Pour aqueuses à base de polymères supramoléculaires un tel niveau de contrôle est très difficile. Nous appliquons une stratégie en utilisant les deux interactions répulsives et attractives. Les techniques expérimentales appliquées pour caractériser ce système sont largement applicables.

Contrôle de la taille, la forme et la stabilité des polymères supramoléculaires dans l&#39;eau

Femtoseconde laser écriture directe est souvent utilisé pour créer en trois dimensions (3D) des modèles dans des polymères et des verres. Cependant, les métaux modelage en 3D reste un défi. Nous décrivons une méthode pour fabriquer des nanostructures d'argent intégrés dans une matrice polymère à l'aide d'un laser femtoseconde centré à 800 nm.

Une méthode pour fabriquer des nanostructures d&#39;argent déconnectés en 3D

Nous décrivons les détails expérimentaux de la synthèse de particules motifs et reconfigurables à partir de deux dimensions (2D) des précurseurs. Cette méthodologie peut être utilisée pour créer des particules dans une variété de formes, y compris les polyèdres et les dispositifs de préhension à des échelles de longueur allant de la micro à l'échelle du centimètre.

Origami Inspired Auto-assemblage de particules à motifs et reconfigurable

Ce document décrit la formation de structures à base de peptides hautement ordonnés par le processus spontané d'auto-assemblage. Le procédé utilise des peptides disponibles dans le commerce et l'équipement de laboratoire commun. Cette technique peut être appliquée à une grande variété de peptides et peut conduire à la découverte de nouveaux assemblages à base de peptides.

Formation de structures ordonnées biomoléculaires par l&#39;auto-assemblage de peptides courts

Nous rapportons des protocoles pour « polymériser » divers types de nanoparticules métalliques encapsulées dans des polymères en longues chaînes d'"homo- » et de « co-polymères ».

Utilisation de polystyrène<em&gt; Bloc</em&gt; Poly (acide acrylique) revêtues de nanoparticules métalliques comme monomères pour leur co-polymérisation homo- et

Ici, nous présentons un protocole pour préparer et visualiser les structures secondaires (par exemple, des fibres, des architectures toroïdaux et nano-sphères) dérivées de polycarbodiimides hélicoïdaux. La morphologie caractérisée à la fois par microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie électronique à balayage (SEM) a montré dépendre de la structure moléculaire, la concentration et le solvant de choix.

Morphologies auto-assemblage obtenu à partir hélicoïdaux polycarbodiimide Copolymères et leurs dérivés triazole

Nous présentons ici un protocole pour la fabrication de 3D basé sur le graphène polyedres via origami-comme se pliant.

Fabrication de tridimensionnelles polyedres axée sur le graphène via Origami-Like se pliant

L'auto-assemblage piloté par la cristallisation (CDSA) montre la capacité unique de fabriquer des nanostructures cylindriques de distributions de longueur étroite. La polymérisation organocatalysée d'ouverture d'anneau de la caprolactone et les extensions suivantes de chaîne du méthacrylate de méthyle et de l'acrylamide de N,N-dimethyl sont démontrées. Un protocole CDSA vivant qui produit des cylindres monodisperse jusqu'à 500 nm de longueur est décrit.

Synthèse de nanoparticules cylindriques monodispersées par l'auto-assemblage de copolymères de blocs biodégradables

La combinaison de la synthèse assistée par solution et par surface ouvre de nouvelles directions dans la synthèse atomiquement précise de nanostructures. La microscopie à effet tunnel (STM) complétée par la microscopie à force atomique sans contact (nc-AFM) permet une caractérisation détaillée de nano-objets à base de carbone nouvellement conçus et générés.

Visualisation microscopique de nanographènes poreux synthétisés par une combinaison de chimie en solution et de chimie de surface

Découvrez la préparation de nano-mousses de nickel ordonnées par déposition électroless sur des gabarits de copolymères dibloc supramoléculaires auto-assemblés. Cette méthode permet d'obtenir des structures nanoporeuses avec morphologie gyroïde inverse pour la science des matériaux.

Gyroid Nickel Nanostructures de copolymère dibloc supramolécules

Explorer plus de vidéos