Name: Lumière visible réduction induite de graphène oxyde Utilisation plasmonique nanoparticules (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-22T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 24 s
Description: Découvrez une méthode simple et économe en énergie pour préparer le graphène oxyde réduit à l'aide de nanoparticules plasmoniques et de lumière visible à température ambiante. Cette technique sans produits chimiques offre une alternative durable en nanotechnologie.

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

Ce travail a été soutenu par le National Research Foundation de Corée (2013R1A1A1061387) et fonds de recherche KU-KIST.

1. Préparation du précurseur <ol><li> Préparation d&#39;oxyde de graphène (GO): <ol><li> Préparation GO utilisant la méthode de Hummer 14 modifié <ol><li> Ajouter 3,0 g de paillettes de graphite à un mélange de H 2 SO 4 concentré / H 3 PO 4 (360: 40 ml) à température ambiante. (Note: spécial le soin doit être pris lors de l&#39;utilisation des acides forts H 2 SO 4 et H 3 PO 4.) </li><li> Ajouter KMnO 4 (18,0 g) lentement sous agitation et en refroidissant dans un bain de glace pour maintenir la température du mélange réactionnel à &lt;35 ° C. (La solution devenir collant avec l&#39;augmentation du temps de réaction, ont besoin d&#39;utiliser la méthode appropriée pour maintenir une agitation efficace.) (Remarque: Une attention particulière doit être prise tout en ajoutant KMnO 4 en raison de la réaction exothermique.) </li><li> Agiter pendant 12 heures à 50 ° C puis refroidir à température ambiante et verser le mélange réactionnel sur de la glace (400 ml) contenant 30% de H 2 O 2 (3 ml). </li><li> Filtrer la rmélange eaction utilisant un métal US Standard tamis d&#39;essai (300 um) pour éliminer graphite n&#39;a pas réagi et la centrifugeuse (vitesse de 4722 xg pendant 2 h) filtrat pour éliminer le surnageant. </li><li> Répéter l&#39;étape de centrifugation avec 200 ml d&#39;eau, 200 ml de HCl à 30%, 200 ml d&#39;éthanol, et de l&#39;eau distillée jusqu&#39;à ce que de nouveau pH de la solution à 5,0 à 6,0 portée. </li><li> Lyophiliser les solutions finales pour produire une poudre de GO moelleux. </li><li> Afin de rendre la solution GO de taille nanométrique, dissoudre 20 mg de poudre GO dans 40 ml d&#39;eau distillée trois (&gt; 18 MQ), puis exfolier par sonication prolongée (35% d&#39;amplitude, 500 W, 2 h) jusqu&#39;à ce que la distribution de la taille entière devenir en dessous de 150 nm, puis centrifuger deux fois (vitesse de 10 625 xg, 15 min) pour éliminer les précipités (grandes feuilles de GO de l&#39;ONU exfoliée). </li></ol></li></ol></li><li> Préparation de nanoparticules plasmoniques <ol><li> Préparation de AuNPs <ol><li> Citrate stabilisé forme sphérique nanoparticules d&#39;or (AuNPs, OD = 1,0) de 30 nm taille des particules a été utilisé pour la réduction r-GO. </li></ol></li><li> 15 Préparation de AuNRs <ol><li> Préparer la solution d&#39;ensemencement en ajoutant une 0,6 ml d&#39;une solution fraîchement préparée de la glace de 4 solution de NaBH (0,01 M) dans une solution d&#39;un mélange aqueux de composition de 0,25 ml de HAuCl 4 (0,01 M) et 9,75 ml de bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB, 0,1 M ). </li><li> Incorporer le mélange résultant vigoureusement pendant 0,5 min, puis le maintenir à 28 ° C pendant 3 heures. </li><li> Préparer la solution de croissance en mélangeant 475 ml de CTAB (0,1 M), 3 mL de AgNO 3 (0,01 M) et 20 ml de HAuCl 4 (0,01 M). </li><li> Puis ajouter 3,2 ml fraîchement préparé de l&#39;acide ascorbique (0,01 M) au mélange, suivi par l&#39;addition de 0,8 ml d&#39;une (M 1,0) solution aqueuse de HCl. </li><li> Dans l&#39;étape finale ajouter 3,2 ml de solution de la graine à la solution de croissance à 28 ° C, et soumettre le mélange réactionnel à inversion rapide de quelques secondes. Enfin, kePE Le mélange obtenu au repos pendant au moins 6 heures. </li><li> Analyser les AuNRs préparés avec spectroscopie UV-visible à des maxima d&#39;absorption (λ max) et l&#39;analyse TEM (typiquement λ max et le rapport d&#39;aspect a été trouvé que 730 nm et 3,5, respectivement). </li></ol></li><li> 16 Préparation de AuNSs <ol><li> Préparer une solution aqueuse d&#39;achat d&#39;actions de 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic (HEPES) avec une concentration de 100 mM, et ajuster le pH à 7,4 à 25 ° C en ajoutant 1,0 M de solution de NaOH. </li><li> Mélanger 20 ml de tampon phosphate (100 mM) avec 30 ml de 2- [4- (2-hydroxyéthyl) -1-pipérazinyl] éthanesulfonique (100 mM). </li><li> Puis ajouter 500 pi de l&#39;or (III) trihydrate de chlorure (20 mm) au mélange ci-dessus et de garder à 28,5 ° C pendant 30 min au bain-marie. Couleur de la solution passe du jaune clair au bleu verdâtre après 30 min ont pu être observées. </li><li> Centrifuger la solution à une vitesse de 8928 g pendant 30 min et disperserles précipités dans de l&#39;eau distillée. </li><li> Enfin, analyser la AuNSs préparé avec spectroscopie UV-visible à des maxima d&#39;absorption (λ max) et l&#39;analyse TEM pour la confirmation des particules de grande taille qui se trouve à 740 nm et être 30 nm, respectivement. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Préparation de la R-GO en utilisant la lumière visible et AuNPs <ol><li> Ajouter 1 ml de nanoparticules plasmoniques (Abs 1,0 à 520 nm pour AuNPs, Abs 1,0 à 750 nm pour AuNRs, et Abs 1,0 à 730 nm pour AuNSs, respectivement) et 100 ul d&#39;hydroxyde d&#39;ammonium (28%, p / v%) de 10 ml de solution de GO (DO 1,0 à 230 nm, 0,125 mg ml-1) placé dans un réacteur en verre Pyrex équipé d&#39;une chemise à circulation d&#39;eau. </li><li> Irradier le mélange avec une lampe Xe (densité de puissance de 1,56 W cm -2) pendant 30 minutes avec une circulation d&#39;eau à travers enveloppe à circulation d&#39;eau pour maintenir la température à 25 ° C puis centrifuger la solution à la vitesse de 10 625 xg pendant 15 min àretirer des nanoparticules d&#39;or. </li><li> Prenez le surnageant contenant le r-GO pour analyser avec spectrophotomètre UV-Visible (R-GO devrait montrer la bande d&#39;absorption caractéristique à 270 nm) dans la gamme de 200-900 nm préparé. </li></ol> 3. la détection des cibles ADN en utilisant R-GO Solution 17 <ol><li> Pour l&#39;extinction de fluorescence, ajouter 20 ul de 10 -6 M ssADN Cy3-modifié (5&#39;-ATC CTT ATC AAT ATT CAA TAA TAA TCC CTC-Cy3-3 &#39;) en solution GO-GO ou r contenant 25 pi de GO (0,125 mg ml -1) ou r-GO (0,125 mg ml -1) à 1.955 pi de solution PBS 0,3 M (10 mM de tampon phosphate, 0,3 M de NaCl) et incuber pendant 10 min à température ambiante. </li><li> Mesurer l&#39;intensité de la fluorescence de ces échantillons avec spectrofluorimètre (λ = 529 nm ex). </li><li> Pour Target Detection, ajouter 200 pi de solution cible d&#39;oligonucléotide (5&#39;-GAG GGA TTA TTG TTA AAT ATT GAT AAG GAT- 3 &#39;) en trois concentrations différentes (10 -6 &lt;/ sup&gt; M, 10 -7 M, 10 -8 M) dans la solution de GO ou r-GO contenant 20 pi de 10 -6 M ssADN-Cy3, 25 pi de GO ou R-GO (0,125 mg ml -1) et 1.755 pi de 0,3 M PBS pour l&#39;expérience de récupération de fluorescence. 17 Notes: Sources de lumière &amp; Reactor La lumière visible (400-780 nm) de la source. La lumière visible irradier par Pyrex réacteur en verre (diamètre de la fenêtre = 1,1 cm) contenant une solution de GO en utilisant la lampe Xe (1,56 W / cm 2 puissance). L&#39;énergie photonique appliquée dans le réacteur est calculée comme étant de 4,8 × 10 21 photons par min (Figure 2A-2C). Proche infrarouge (NIR) laser. Laser NIR (diamètre de la fenêtre = 13,2 cm) avec une densité de puissance de 0,36 W / cm 2, et la longueur d&#39;onde de fonctionnement de 808 nm a été utilisée comme source de lumière proche de l&#39;infrarouge pour des réactions de réduction (GO Figure 2E). L&#39;énergie des photons est calculée comme étant de 2,43 x 10 21 photons par min. ReacTor: Pyrex réacteur en verre (diamètre de la fenêtre = 1,1 cm; volume de réaction = 10 ml) équipé d&#39;une chemise à circulation d&#39;eau est utilisée à la fois pour la lumière visible et NIR irradié réactions de réduction GO (figure 2F). </li></ol>

<ol><li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+Field+Effect+in+Atomically+Thin+Carbon+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films.</a> Science. 306 (5696), 666-669 (2004).</li>
<li>Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Vapour+Deposition+Making+Graphene+on+a+Large+Scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Chemical Vapour Deposition Making Graphene on a Large Scale.</a> Nat Nanotechnol. 4 (4), 212-213 (2009).</li>
<li>Choi, W., Lahiri, I., Seelaboyina, R., Kang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Graphene+and+Its+Applications+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Crit+Rev+Solid+State+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Graphene and Its Applications A Review.</a> Crit Rev Solid State Mater Sci. 35 (1), 52-71 (2010).</li>
<li>Zhou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructuring+of+Graphene+Oxide+Nanosheets+Using+Direct+Laser+Writing%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Microstructuring of Graphene Oxide Nanosheets Using Direct Laser Writing.</a> Adv Mater. 22 (1), 67-71 (2010).</li>
<li>Stankovich, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+Based+Composite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Graphene Based Composite Materials.</a> Nature. 442 (7100), 282-286 (2006).</li>
<li>Becerril, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+Solution-Processed+Reduced+Graphene+Oxide+Films+as+Transparent+Conductors%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Evaluation of Solution-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors.</a> ACS Nano. 2 (3), 463-470 (2008).</li>
<li>Wang, X., Zhi, L., Müllen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+Conductive+Graphene+Electrodes+for+Dye+Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Transparent Conductive Graphene Electrodes for Dye Sensitized Solar Cells.</a> Nano Lett. 8 (1), 323-327 (2007).</li>
<li>Sungjin, P., Ruoff, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Methods+for+the+Production+of+Graphenes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Chemical Methods for the Production of Graphenes.</a> Nat Nanotechnol. 4 (4), 217-224 (2009).</li>
<li>Akhavan, O., Ghaderi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+Reduction+of+Graphene+Oxide+Nanosheets+on+TiO2+Thin+Film+for+Photoinactivation+of+Bacteria+in+Solar+Light+Irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+C%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic Reduction of Graphene Oxide Nanosheets on TiO2 Thin Film for Photoinactivation of Bacteria in Solar Light Irradiation.</a> J Phys Chem C. 113 (47), 20214-20220 (2009).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+Laser+Assisted+Reduction+of+Graphene+Oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Pulsed Laser Assisted Reduction of Graphene Oxide.</a> Carbon. 49 (7), 2431-2436 (2011).</li>
<li>Cote, L. J., Cruz-Silva, R., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flash+Reduction+and+Patterning+of+Graphite+Oxide+and+Its+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Composite.+J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Flash Reduction and Patterning of Graphite Oxide and Its Polymer.</a> Composite. J. Am. Chem. Soc. 131 (31), 11027-11032 (2009).</li>
<li>Wu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+plasmon+resonance-induced+visible+light+photocatalytic+reduction+of+graphene+oxide%3A+Using+Ag+nanoparticles+as+a+plasmonic+photocatalyst%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Surface plasmon resonance-induced visible light photocatalytic reduction of graphene oxide: Using Ag nanoparticles as a plasmonic photocatalyst.</a> Nanoscale. 3 (5), 2142-2144 (2011).</li>
<li>Kumar, D., Kaur, S., Lim, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-assisted+and+visible-light+induced+graphene+oxide+reduction+and+efficient+fluorescence+quenching%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Plasmon-assisted and visible-light induced graphene oxide reduction and efficient fluorescence quenching.</a> Chem. Commun. 50 (88), 13481-13484 (2014).</li>
<li>Gilje, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothermal+Deoxygenation+of+Graphene+Oxide+for+Patterning+and+Distributed+Ignition+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Photothermal Deoxygenation of Graphene Oxide for Patterning and Distributed Ignition Applications.</a> Adv. Mater. 22 (3), 419-423 (2010).</li>
<li>Cote, L. J., Kim, F., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Langmuir%E2%88%92Blodgett+Assembly+of+Graphite+Oxide+Single+Layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Langmuir−Blodgett Assembly of Graphite Oxide Single Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (3), 1043-1049 (2008).</li>
<li>Ming, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Evidence+of+Plasmophores%3A+Plasmon-Directed+Polarized+Emission+from+Gold+Nanorod%E2%80%93Fluorophore+Hybrid+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Experimental Evidence of Plasmophores: Plasmon-Directed Polarized Emission from Gold Nanorod–Fluorophore Hybrid Nanostructures.</a> Nano Lett. 11 (6), 2296-2303 (2011).</li>
<li>Xie, J., Lee, J. Y., Seedless Wang, D. I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surfactantless%2C+High-Yield+Synthesis+of+Branched+Gold+Nanocrystals+in+HEPES+Buffer+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Surfactantless, High-Yield Synthesis of Branched Gold Nanocrystals in HEPES Buffer Solution.</a> Chem. Mater. 19 (11), 2823-2830 (2007).</li>
<li>Ferrari, A. C., Robertson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+Raman+spectroscopy+of+disordered%2C+amorphous%2C+and+diamond+like+carbon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamond like carbon.</a> Phys. Rev. B. 64 (7), 075414-1-075414-13 (2000).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One%E2%80%93pot+green+hydrothermal+synthesis+of+CuO%E2%80%93Cu2O%E2%80%93Cu+nanorod%E2%80%93decorated+reduced+graphene+oxide+composites+and+their+application+in+photocurrent+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Catal.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">One–pot green hydrothermal synthesis of CuO–Cu2O–Cu nanorod–decorated reduced graphene oxide composites and their application in photocurrent generation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (11), 2227-2230 (2012).</li>
<li>Liu, S., Tian, J., Wang, L., Sun, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+the+production+of+reduced+graphene+oxide+using+benzylamine+as+a+reducing+and+stabilizing+agent+and+its+subsequent+decoration+with+Ag+nanoparticles+for+enzymeless+hydrogen+peroxide+detection%5BTitle%5D)+AND+%22CARBON%22%5BJournal%5D)">A method for the production of reduced graphene oxide using benzylamine as a reducing and stabilizing agent and its subsequent decoration with Ag nanoparticles for enzymeless hydrogen peroxide detection.</a> CARBON. 49 (10), 3158-3164 (2011).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmentally+Friendly%2C+One%E2%80%93Pot+Synthesis+of+Ag+Nanoparticle+Decorated+Reduced+Graphene+Oxide+Composites+and+Their+Application+to+Photocurrent+Generation%5BTitle%5D)+AND+%22Inorg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Environmentally Friendly, One–Pot Synthesis of Ag Nanoparticle Decorated Reduced Graphene Oxide Composites and Their Application to Photocurrent Generation.</a> Inorg. Chem. 51 (8), 4742-4746 (2012).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three%E2%80%93Dimensional+Porous+Supramolecular+Architecture+from+Ultrathin+gC3N4+Nanosheets+and+Reduced+Graphene+Oxide%3A+Solution+Self-Assembly+Construction+and+Application+as+a+Highly+Efficient+Metal%E2%80%93Free+Electrocatalyst+for+Oxygen+Reduction+Reaction%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Three–Dimensional Porous Supramolecular Architecture from Ultrathin gC3N4 Nanosheets and Reduced Graphene Oxide: Solution Self-Assembly Construction and Application as a Highly Efficient Metal–Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (2), 1011-1017 (2014).</li>
<li>Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+Aqueous+Dispersion+of+Graphene+Nanosheets%3A+Noncovalent+Functionalization+by+a+Polymeric+Reducing+Agent+and+Their+Subsequent+Decoration+with+Ag+Nanoparticles+for+Enzymeless+Hydrogen+Peroxide+Detection%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Stable Aqueous Dispersion of Graphene Nanosheets: Noncovalent Functionalization by a Polymeric Reducing Agent and Their Subsequent Decoration with Ag Nanoparticles for Enzymeless Hydrogen Peroxide Detection.</a> Macromolecules. 43 (23), 10078-10083 (2010).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+synthesis+of+highly+dispersed+Pd+nanoparticles+on+reduced+graphene+oxide+and+their+application+in+methanol+electro%E2%80%93oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Catal.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic synthesis of highly dispersed Pd nanoparticles on reduced graphene oxide and their application in methanol electro–oxidation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (6), 1153-1156 (2012).</li>
</ol>

Nous avons rien à révéler.

Irradiation de lumière visible sur une solution GO pendant 30 min avec des nanoparticules d&#39;or (AuNPs, AuNSs &amp; AuNRs) a montré les couleurs rapides changements de la lumière jaune-brun à noir (Figure 1). Pour obtenir un produit R-GO très pur avec un rendement élevé, il ya deux facteurs importants doivent suivre. L&#39;un est l&#39;utilisation d&#39;un catalyseur comme AuNPs plasmonique efficace, car AuNPs peuvent fortement absorber la lumière visible parmi les autres structures (ie, AuN...

<html> La méthode 1 et de vapeur chimique à base de la première scotch développé dépôt 2 étaient excellentes méthodes pour produire l&#39;état vierge d&#39;un graphène, mais la grande synthèse de graphène à grande échelle ou de graphène formation d&#39;une couche sur la surface avec vaste zone a été considéré comme une limitation clé de méthodes précédentes. 3 l&#39;une des solutions possibles pour la synthèse R-GO à grande échelle sera procédé de synthèse par voie chimique humide qui nécessite d&#39;abord les réactions avec les oxydants forts, vaste traitements physiques tels que les ultrasons pour produire GO feuille, et enfin la réduction des fonctionnalités d&#39;oxygène ces comme hydroxy, époxyde et des groupes carbonyle dans GO est essentielle afin de récupérer ses propriétés physiques originales 4 Partiellement., la réduction de GO a été réalisée avec soit la méthode chimique utilisant de l&#39;hydrazine ou ses dérivés 5 ou par un procédé de traitement thermique (550-1,100 ° C) dans une atmosphère inerte ou réductrice. 6 jove_content &quot;&gt; Ces procédés nécessitent des produits chimiques toxiques, à long temps de réaction et haute température qui a augmenté la demande totale d&#39;énergie pour la synthèse R-GO. 7 Alors que les processus de réduction de photo-irradiation tels que, processus 8 photo-thermique induite par les UV en utilisant un xénon pulsé flash, 9 pulsée laser assistée par 10 et photo-thermique de chauffage avec des lumières flash de l&#39;appareil photo 11 ont également été signalés pour la préparation de la R-GO. En général, la faible efficacité de conversion des méthodes photo-induites propagé à l&#39;utilisation des UV ou pulsé irradiation laser qui peut fournir de l&#39;énergie de photons de haute. La faible consommation d&#39;énergie de photons de la lumière visible limite son utilisation et pas attiré beaucoup pour la synthèse R-GO. Excellentes propriétés d&#39;absorption de la lumière de nanoparticules plasmoniques dans les régions visibles et / ou NIR peut grandement améliorer les inconvénients actuels de l&#39;utilisation de la lumière visible pour la synthèse R-GO. 12,13 conditions réactionnelles douces, peu de temps de réaction et l&#39;utilisation limitée de ch toxiquesemicals pourraient faire la lumière visible plasmon induite assisté réduction photocatalytique de GO comme une méthode alternative utile. Dans présent procédé, nous décrivons la méthode synthétique r-GO efficace et simple en utilisant des nanoparticules plasmoniques et la lumière visible. La progression de la réaction a été jugée fortement dépendantes des structures de nanoparticules plasmoniques tels que des nanoparticules sphériques d&#39;or (AuNPs), nanorods or (AuNRs), et nanostars d&#39;or (AuNSs). L&#39;utilisation de AuNPs a montré la diminution la plus efficace de GO et les nanoparticules sont facilement démontable et recyclable pour l&#39;utilisation répétée (figure 1). La r-GO synthétisé en utilisant la lumière visible et AuNPs montré la qualité presque égale par rapport à la R-GO préparé par méthode chimique bien connue (hydrazine) tel que démontré par l&#39;utilisation de diverses mesures analytiques et la méthode de détection de l&#39;ADN à base de fluorescence trempe / récupération.

<table><tbody><tr><td>Cy3 modifeid ssDNA</td><td>IDT (Iowa, USA)</td><td></td><td>HPLC purifié par des</td></tr><tr><td>nanoparticules d’or IDT (30&#160 ; nm)</td><td>Ted Pella, Inc(Redding, CA, États-Unis).</td><td>15706-20</td><td>solution colloïdale</td></tr><tr><td>Acide sulfonique 4-(2-hydroxyéthyl)-1-pipérazinéthane sulfonique (HEPES) (99,5 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7365-45-9</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure d’or(III) hydraté (99,999 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>&nbsp ; 27988-77-8</td> Borohydrure de sodium <td>fortement hygroscopique</td></tr><tr><td>(99,99 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>16940-66-2</td><td></td></tr><tr><td>Bromure d’hexadécyltriméthylammonium (&ge ; 99 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>57-09-0</td><td></td></tr><tr><td>Acide L-ascorbique (&ge ; 99.0 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>50-81-7</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de sodium (99.5 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Nitrate d’argent&nbsp ; (&ge ; 99.0 %)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7761-88-8</td><td></td></tr><tr><td>Graphite</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7782-42-5</td><td></td></tr><tr><td>Acide sulfurique</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7664-93-9</td><td></td></tr><tr><td>Acide phophorique</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7664-38-2</td><td></td></tr><tr><td>Permanganate de potassium</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7722-64-7</td><td></td></tr><tr><td>Peroxyde d’hydrogène</td><td>JUNSEI</td><td>23150-0350</td><td></td></tr><tr><td>Hydroxyde d’ammonium</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>1336-21-6</td><td></td></tr><tr><td>Xe-lamp</td><td>&nbsp ; Cermax, Waltham, États-Unis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laser NIR</td><td>Class-IV, Laser de Sainteté, Shanghai, Chine.</td><td></td> Spectrophotomètre UV-Vis <td>6W (puissance de sortie)</td></tr><tr><td>&nbsp ;</td><td>S-3100, SINCO, Corée</td><td></td><td></td>du Sud</tr><tr><td>Microscopie électronique à transmission</td><td>H-7650, Hitachi, Japon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spectro Fluorimètre</td><td>Jasco FP-6500, Tokyo, Japon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spectromètre photoélectronique à rayons X</td><td>AXIS&ndash ; NOVA, KRATOS Inc., Royaume-Uni</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

lumière visible réduction induite de graphène oxyde utilisation plasmonique nanoparticules

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Le présent travail démontre la, rapide, et de l&#39;énergie méthode simple, sans produit chimique efficace de produire de l&#39;oxyde de graphène réduit (R-GO) solution à RT en utilisant l&#39;irradiation de la lumière visible avec des nanoparticules plasmoniques. La nanoparticule plasmonique est utilisé pour améliorer l&#39;efficacité de réduction de GO. Il ne prend que 30 minutes à température ambiante en éclairant les solutions avec Xe-lampe, les solutions r-GO peuvent être obtenus en éliminant complètement les nanoparticules d&#39;or à l&#39;étape de centrifugation simple. Les nanoparticules d&#39;or sphériques (AuNPs) par rapport aux autres nanostructures est nanostructure plasmonique le plus approprié pour la préparation de r-GO. L&#39;oxyde de graphène réduit préparé en utilisant la lumière visible et AuNPs était tout aussi qualitative que l&#39;oxyde de graphène, qui a été soutenu par diverses techniques d&#39;analyse telles que la spectroscopie UV-Vis, la spectroscopie Raman, la poudre XRD et XPS réduit chimiquement. L&#39;oxyde de graphène réduit préparé avec de la lumière visible présente d&#39;excellentes propriétés d&#39;extinction sur le fluorrescentes molécules modifiées sur ADNsb et une excellente récupération de fluorescence pour la détection d&#39;ADN cible. La r-GO préparé par AuNPs recyclés se trouve être de même qualité avec celle de réduire chimiquement r-GO. L&#39;utilisation de la lumière visible avec nanoparticules plasmoniques démontre la bonne méthode alternative pour la synthèse R-GO.

La figure 1 montre le schéma global pour la lumière visible et plasmonique en fonction R-GO réaction de nanoparticules de réduction. La figure 2 montre la configuration instrumentale pour les réactions. Après la réaction, il est nécessaire de l&#39;étape de centrifugation pour éliminer le photocatalyseur utilisé (AuNSs, AuNRs ou AuNPs), comme illustré sur la figure 3A. L&#39;analyse de la HRTEM montre l&#39;élimination complète de nanoparticules dans le surnageant (r-GO...

Un protocole simple pour la préparation de la réduction de l&#39;oxyde de graphène en utilisant la lumière visible et nanoparticule plasmonique est décrite.

Lumière visible réduction induite de graphène oxyde Utilisation plasmonique nanoparticules

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

L'objectif général de cette méthode synthétique visant à produire de l'oxyde de graphène réduit à l'aide de lumière visible et de nanoparticules plasmoniques à température ambiante est de proposer une méthode simple, sans produit chimique et économe en énergie pour la préparation de l'oxyde de graphène réduit. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la réduction photo-assistée par nanoparticules plasmoniques de l'oxyde de graphène, notamment la forte dépendance du déroulement de la réaction à la structure des nanoparticules plasmoniques, y compris les nanoparticules d'or cervicales, les nano-bâtonnets d'or et les nano-étoiles d'or. Le principal avantage de cette technique réside dans l'utilisation de la lumière visible en combinaison avec des nanoparticules plasmoniques pour la préparation de l'oxyde de graphène réduit, tout en présentant d'excellentes propriétés d'extinction vis-à-vis des molécules fluorescentes greffées sur l'ADN-SS-D et un excellent rétablissement de la fluorescence.Nous lyophilisons la solution d'oxyde de graphène pour produire une poudre d'oxyde de graphène en flocons, afin de préparer une solution d'oxyde de graphène de tai

visible-light-induced-reduction-graphene-oxide-using-plasmonic

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Brucelles plasmonique et nanostructures cristaux photoniques sont présentés à produire des améliorations utiles dans le contrôle de l'efficacité et l'orientation de piégeage optique des micro-et nano-particules.

L&#39;utilisation de nanostructures cristal plasmonique et photoniques pour la manipulation des micro-et nanoparticules améliorée

Nanotubes d'or en solution à suspension ayant des dimensions contrôlées peuvent être synthétisés par dépôt électrochimique anodique poreux en oxyde d'aluminium (AAO) des membranes à l'aide d'un noyau polymère hydrophobe. Nanotubes d'or et les tableaux de nanotubes prometteuses pour des applications dans les biocapteurs plasmoniques, surface-enhanced Raman, photo-thermique de chauffage, le transport ionique et moléculaire, la microfluidique, la catalyse et la détection électrochimique.

Modèle Réalisé Synthèse de nanotubes d&#39;or plasmoniques avec IR Absorbance accordable

Les nanofils d’argent peuvent transporter simultanément des électrons et des informations optiques sous forme de plasmons de surface. Une procédure est décrite ici pour réaliser un tel circuit partagé et les limites de propagation des deux supports d’information sont évaluées.

Évaluation du transport plasmonique dans les nanofils d’argent porteurs de courant

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.

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

La diffusion saturable et saturable inverse a été découverte dans des particules plasmoniques isolées et adoptée comme nouvelle méthode de contraste non blanchissant en microscopie à super-résolution. Ici, les procédures expérimentales de détection et d’extraction de la diffusion non linéaire sont expliquées en détail, ainsi que la façon d’améliorer la résolution à l’aide de la microscopie à excitation saturée.

Mesure de la diffusion non-linéarités d&#39;une nanoparticule plasmonique Simple

Nous décrivons la synthèse et les propriétés de nanoparticules multifonctionnelles de Fe2O3-Au produites par une approche chimique humide et étudions leurs propriétés photothermiques à l’aide de l’irradiation laser. Les nanoparticules composites de Fe2O3-Au conservent les propriétés des deux matériaux, créant une structure multifonctionnelle avec d’excellentes propriétés magnétiques et plasmoniques.

Hybrid multifonctionnel Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; -Au Nanoparticules pour Efficient chauffage plasmonique

Ici, nous présentons un protocole pour la synthèse in situ de nanoparticules d'or (AuNPs) dans l'espace intercalaire de films de titanate en couches sans l'agrégation des AuNPs. Aucun changement spectral a été observée même après 4 mois. Le matériau synthétisé a prévu des applications en catalyse, photo-catalyse, et le développement de dispositifs plasmoniques rentables.

In Situ Synthèse de nanoparticules d&#39; or sans agrégation dans l&#39;espace intercalaire de Layered titanate Films transparents

Nous montrer la fabrication de tableaux périodiques nanocup or en utilisant des techniques lithographiques colloïdales et discuter de l’importance des films nanoplasmonic.

Fabrication de tableaux de Nanocup or périodique à l’aide de lithographie colloïdale

Un protocole pour la photodéposition anisotrope de sur les nanorods aqueusement suspendus d'Au par l'intermédiaire de l'excitation localisée de plasmon de surface est présenté.

Photodeposition de sur Colloidal Au Nanorods par Surface Plasmon Excitation

Présenté ici est un protocole pour la synthèse des nanoparticules d’alliage argent-palladium (Ag-Pd) (NPs) prises en charge sur ZrO2 (Ag-Pd/ZrO2). Ce système permet de récolter l’énergie de l’irradiation de la lumière visible pour accélérer et contrôler les transformations moléculaires. Ceci est illustré par la réduction de nitrobenzene sous l’irradiation légère catalysée par Ag-Pd/ZrO2 NPs.

Préparation de nanoparticules alliées d’argent-palladium pour la catalyse plasmonique sous illumination visible

Ici, la synthèse des graines d’or (Au) est décrite à l’aide de la méthode de Turkevich. Ces graines sont ensuite utilisées pour synthétiser des nanoparticules d’alliage d’or-étain (Au-Sn) aux propriétés plasmoniques accordables.

Synthèse aqueuse de nanoparticules d’alliage d’or et d’étain plasmonique

Découvrez une méthode simple et économe en énergie pour préparer le graphène oxyde réduit à l'aide de nanoparticules plasmoniques et de lumière visible à température ambiante. Cette technique sans produits chimiques offre une alternative durable en nanotechnologie.

Lumière visible réduction induite de graphène oxyde Utilisation plasmonique nanoparticules

Explorer plus de vidéos