תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

סיכום

צינורות זהב הפתרון suspendable עם ממדים מבוקרים יכולים להיות מסונתזים על ידי תצהיר אלקטרוכימי בתחמוצת ממברנות נקבוביות anodic אלומיניום (AAO) באמצעות ליבת פולימר הידרופובי. צינורות זהב ומערכי Nanotube הבטחה עבור יישומים בbiosensing plasmonic, ספקטרוסקופיית ראמאן המשופרת קרקע, חימום צילום תרמי, הובלה יונית ומולקולרית, מיקרופלואידיקה, קטליזה ואלקטרוכימי חישה.

תקציר

מערך כמעט מקביל של הנקבוביות יכול להיות מיוצר על ידי אילגון רדידי אלומיניום בסביבת החומצית ^{1, 2.} יישומים של תחמוצת אלומיניום anodic קרומים (AAO) היו בפיתוח מאז שנת 1990 והפכו לשיטה נפוצה לתבנית הסינתזה של ננו יחס גובה הגבוה, בעיקר על ידי צמיחת אלקטרוכימי או נקבובי הרטבה. לאחרונה, קרומים אלה הפכו זמינים מסחריים במגוון רחב של גדלים וצפיפויות נקבוביים, מה שמוביל לספרייה נרחבת של ננו הפונקציונלי שסונתז מקרומי AAO. אלה כוללים nanorods מרוכבים, nanowires ואת צינורות העשויים ממתכות, חומרים אורגניים או פולימרים ^3-10. קרומי nanoporous שמשו כדי לסנתז מערכי nanoparticle וNanotube כי ביצועים טובים כמו חיישנים שבירים, biosensors plasmonic, או משטח המשופר ראמאן ספקטרוסקופיה (SERS) מצעים ^11-16, כמו גם מגוון רחב של תחומים נוספים, כגון צילום תרמיחימום ^{17, 18} התחבורה ^{permselective, 19,} קטליזה ^{20, 21} מיקרופלואידיקה, ואלקטרוכימי ^{22 חישה, 23.} כאן, אנו מדווחים הליך רומן להכין צינורות זהב בקרומי AAO. ננו החלול יש פוטנציאל יישום בplasmonic וSERS חישה, ואנו צופים צינורות זהב אלה ייאפשרו לאותות plasmon חזקים ורגישות גבוהה, הנובעים מחומר הירד dampening ^15.

מבוא

כאשר הממדים שלהם להתקרב לעומק החדירה של אור (~ 50 ננומטר; ננו), מתכות אצילות, וחשוב ביותר הזהב, תערוכת נכסים מעולים גודל, צורה והסביבה תלויים אופטיים ^{24, 25.} בסולם זה, תאורה ישירה גורמת לתנודה עקבית של אלקטרון הולכה מכונה plasmon שטח התהודה (SPR). SPR תלוי מאוד בגודל nanostructure, צורה, ואת המאפיינים דיאלקטרי של סביב המדיום. יש עניין רב באפיון תכונות SPR בחומרים חדשים, כמו התקני SPR מבוססים הם מתעוררים לשימוש באופטיקה משנה גל, SERS מצעים, וחיישנים רגישים במיוחד אופטיים ^{11-16, 26-29.} ככזה, בפיתוח שיטות חישוביות למדויק יותר לחזות כיצד גודל ומבנה יכולים להשתנות בתגובת plasmonic נשארה מטרה עיקרית. השימוש בממב....

פרוטוקול

1. להרכיב אלקטרודה עבודת סילבר

1. אבטח את הצד עליון מצע קרום AAO על צלחת זכוכית באמצעות דבק 2-צדדי. שים לב: לצמצם את שטח הממברנה במגע עם הדבק, כפי שהוא סותם את הנקבוביות.
2. התקנת צלחת הזכוכית לבעל המצע של מאייד המתכת, לסגור את החדר, ולפנות ללחץ של מתחת 1.0 μTorr.
3. שימוש במקור התנגדות, להתאדות כדורי כסף (> טוהר 99.99%) על המצע בשיעור של 0.8 A / שניות עד שעובי שכבה של 100 ננומטר הוא הגיע, ואז להגביר את קצב האידוי עד 1.5 A / שניות עד עובי סופי של 25....

תוצאות

לאחר כל שלב, ניתן בבירור לקבוע אם או לא היא הסינתזה מוצלחת על ידי התבוננות הצבע של הקרום. לאחר תצהיר נחושת (שלב 2.3) התבנית תופיע סגולה. במהלך בתצהיר ניקל (שלב 2.5) התבנית תהפוך שחורה באיטיות. לאחר תצהיר הפולימר (שלב 3.3) התבנית אמורה להופיע כהה סגולה / שחורה ומבריקה יותר (איור 2). chronoapmerograms האופייני של פולימר וזהב מוצלחים כלול (איור 3). במהלך שלב התחריט הסופי (5.2), התבנית אמורה להופיע סגולה ואטום (איור 2) נובעת צינוריות .......

דיון

סינתזת בימוי תבנית של nanorods בקרומי AAO הפכה פופולרית יותר ויותר, עם זאת סינתזות של nanorods נוטות להיות רגיש מאוד כלפי שינויים קלים בתנאים חומריים וסינתזה. כאן, הבנה מקיפה של היתרונות והמגבלות של שימוש בממברנות AAO מתוארת, כמו גם הנחיות כלליות לשימוש בממברנות AAO לסינתזה של ננו אלקטרוכימי.

בעת רכישת ממברנות AAO, יש שני סוגים כלליים זמינים: סימטריים וסימטריים. קרומים סימטריים יש קטרים ​​נקבוביים המשתנים מלמעלה .......

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
			מגיב / חומרים
ממברנה UniKera הרגילה	Synkera הטכנולוגיות בע"מ	SM-XY-13	קרומי תחמוצת אלומיניום anodic זמינים synkera בגדלים שונים הנעים נקבוביים 13-150 ננומטר, ועוביי 50-100 מיקרומטר. אנו משתמשים ב50 מיקרומטר אלה. הם סימטריים, כלומר הגודל נקבובי אחיד מלמעלה עד למטה.
ממברנות האורגניות Anopore	Whatman	6809-7023	קוטר 13 מ"מ, גודל נקבובי ננומטר 200. קרומים אלה הם מאוד שבירים. בקטרים ​​הנקבוביים הם לא אחידים בכל, ולכן חשוב תמיד להשתמש בחלק התחתון של הקרום כהאלקטרודה עובדת
סילבר פלטות 99.99%	קורט ג'Lesker	EVMAG40EXE-D
נחושת (II) pentahydrate סולפט	סיגמה אולדריץ	209189
חומצה גופרתית	ACP	S8780	זהירות: נוזל מאכל
מי חמצן (30%)	ACP	H7000	זהירות: נוזל חמצון
חומצה חנקתית	ACP	N2800	זהירות: נוזל רותח מאכל
נתרן הידרוקסידי	הפישר סיינטיפיק	S318-1	זהירות: אבקה קאוסטית
וטס ניקל טהור	הטכני בע"מ	130859	מוצר אינו זמין יותר מהטכני inc., לעומת זאת פתרוני nickelplating מסחריים אחרים יעבדו.
Techni-זהב 434HS	הטכני בע"מ	X6763600	מכיל ציאניד, לא להפוך לחומצה
trifluoride בורון diethyl etherate	סיגמאאולדריץ	175501-100 מ"ל	יש לשמור ולהשתמש בה באווירת אינרטי
3-hexylthiophene	סיגמה אולדריץ	399051-5G
אוקסיד דאוטריום	סיגמה אולדריץ	151880-100G
Acetonitrile (נטול מים)	סיגמה אולדריץ	271004
אתנול (נטול מים)	מעבדות Caledon	1500/01/05
			ציוד
EC אפסילון potentiostat / galvanostat	השיא (מערכות Bioanalytical, Inc)	N /	אלקטרודות התייחסות וחוטי פלטינה נכללו עם potentiostat, ומחליפים יכולים להיות purchaes משיא http: / / Www.basinc.com / מוצרים / EC / אפסילון / features.html
קארי 5000 UV-Vis ניר ספקטרופוטומטר	טכנולוגיות Agilent	N /
Thermomixer R	אפנדורף	N /	http://www.eppendorf.com/int/index.php?action=products&contentid=1&catalognode=9832
ברנסון 2510 שואב Ultrasonic	Bransonic	Z244810 (מתוך סיגמה אולדריץ)	/ Aldrich/Z244910? Lang = he & אזור = "target =" _blank CA "> http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/Z244910?lang=en®ion=CA
Covap 2 מאייד תרמית	אנגסטרום הנדסה	N /	http://www.angstromengineering.com/covap.html
מערכת טיהור מי סינרגיה Millipore	Millipore	N /	http://www.millipore.com/catalogue/module/c9209