Name: Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: חקור שיטה לפונקציונליזציה של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות באמצעות קופולימרים תרמורגשים. למד כיצד פיזור ניוטרון בזווית קטנה מאפשר אפיון מבני in situ של ננו-חלקיקים חכמים.

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

המחקר במעבדה הלאומית של אוק רידג', מקור נויטרונים ספלציה והמרכז למדעי חומרים ננו-פאזיים, מומן על ידי חטיבת מתקני המשתמש המדעיים, המשרד למדעי האנרגיה הבסיסיים, משרד האנרגיה של ארה"ב. המחבר, ג'ה ז'אנג, מודה בהכרת תודה על התמיכה הכספית ממרכז יוליך למדעי הנויטרונים, מרכז המחקר יוליך.

<ol><li>Kostarelos, K., Bianco, A., Prato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Promises%2C+facts+and+challenges+for+carbon+nanotubes+in+imaging+and+therapeutics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Promises, facts and challenges for carbon nanotubes in imaging and therapeutics.</a> Nat Nanotechnol. 4 (10), 627-633 (2009).</li>
<li>Baughman, R. H., Zakhidov, A. A., de Heer, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotubes--the+route+toward+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotubes--the route toward applications.</a> Science. 297 (5582), 787-792 (2002).</li>
<li>Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-nanotube+based+electrochemical+biosensors%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Electroanal%22%5BJournal%5D)">Carbon-nanotube based electrochemical biosensors: a review.</a> Electroanal. 17 (1), 7-14 (2005).</li>
<li>Kim, T. H., Doe, C., Kline, S. R., Choi, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-Redispersible+Isolated+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+Fabricated+by+In+Situ+Polymerization+of+Micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Water-Redispersible Isolated Single-Walled Carbon Nanotubes Fabricated by In Situ Polymerization of Micelles.</a> Adv Mater. 19 (7), 929-933 (2007).</li>
<li>Doe, C., Choi, S. M., Kline, S. R., Jang, H. S., Kim, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charged+Rod-Like+Nanoparticles+Assisting+Single-Walled+Carbon+Nanotube+Dispersion+in+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Charged Rod-Like Nanoparticles Assisting Single-Walled Carbon Nanotube Dispersion in Water.</a> Adv Funct Mater. 18 (18), 2685-2691 (2008).</li>
<li>Kim, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modifications+for+the+effective+dispersion+of+carbon+nanotubes+in+solvents+and+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Surface modifications for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and polymers.</a> Carbon. 50 (1), 3-33 (2012).</li>
<li>Moore, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individually+suspended+single-walled+carbon+nanotubes+in+various+surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Individually suspended single-walled carbon nanotubes in various surfactants.</a> Nano Lett. 3 (10), 1379-1382 (2003).</li>
<li>Mountrichas, G., Tagmatarchis, N., Pispas, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+solution+behavior+of+carbon+nanotubes+decorated+with+amphiphilic+block+polyelectrolytes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Synthesis and solution behavior of carbon nanotubes decorated with amphiphilic block polyelectrolytes.</a> J Phys Chem B. 111 (29), 8369-8372 (2007).</li>
<li>Habibnejad Korayem, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition+and+Stability+of+Copolymer+Adsorption+Morphologies+on+the+Surface+of+Carbon+Nanotubes+and+Implications+on+Their+Dispersion%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Transition and Stability of Copolymer Adsorption Morphologies on the Surface of Carbon Nanotubes and Implications on Their Dispersion.</a> Langmuir. 30 (33), 10035-10042 (2014).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncovalent-wrapped+sidewall+functionalization+of+multiwalled+carbon+nanotubes+with+polyimide%5BTitle%5D)+AND+%22Polym+Composite%22%5BJournal%5D)">Noncovalent-wrapped sidewall functionalization of multiwalled carbon nanotubes with polyimide.</a> Polym Composite. 28 (1), 36-41 (2007).</li>
<li>Islam, M. F., Rojas, E., Bergey, D. M., Johnson, A. T., Yodh, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+weight+fraction+surfactant+solubilization+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+water%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">High weight fraction surfactant solubilization of single-wall carbon nanotubes in water.</a> Nano Lett. 3 (2), 269-273 (2003).</li>
<li>Kim, J. S., Song, K. S., Lee, J. H., Yu, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+biocompatible+dispersants+for+carbon+nanotube+toxicity+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of biocompatible dispersants for carbon nanotube toxicity tests.</a> Arch Toxicol. 85 (12), 1499-1508 (2011).</li>
<li>Zheng, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA-assisted+dispersion+and+separation+of+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes.</a> Nat Mater. 2 (5), 338-342 (2003).</li>
<li>Nish, A., Hwang, J. Y., Doig, J., Nicholas, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+selective+dispersion+of+single-walled+carbon+nanotubes+using+aromatic+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Highly selective dispersion of single-walled carbon nanotubes using aromatic polymers.</a> Nat Nanotechnol. 2 (10), 640-646 (2007).</li>
<li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncovalent+engineering+of+carbon+nanotube+surfaces+by+rigid%2C+functional+conjugated+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Noncovalent engineering of carbon nanotube surfaces by rigid, functional conjugated polymers.</a> J Am Chem Soc. 124 (31), 9034-9035 (2002).</li>
<li>Jones, M. C., Leroux, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymeric+micelles-a+new+generation+of+colloidal+drug+carriers%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Biopharm%22%5BJournal%5D)">Polymeric micelles-a new generation of colloidal drug carriers.</a> Eur J Pharm Biopharm. 48 (2), 101-111 (1999).</li>
<li>Chiappetta, D. A., Sosnik, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly+%28ethylene+oxide%29-poly+%28propylene+oxide%29+block+copolymer+micelles+as+drug+delivery+agents%3A+improved+hydrosolubility%2C+stability+and+bioavailability+of+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Biopharm%22%5BJournal%5D)">Poly (ethylene oxide)-poly (propylene oxide) block copolymer micelles as drug delivery agents: improved hydrosolubility, stability and bioavailability of drugs.</a> Eur J Pharm Biopharm. 66 (3), 303-317 (2007).</li>
<li>Alexandridis, P., Zhou, D., Khan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lyotropic+liquid+crystallinity+in+amphiphilic+block+copolymers%3A+temperature+effects+on+phase+behavior+and+structure+for+poly+%28ethylene+oxide%29-b-poly+%28propylene+oxide%29-b-poly+%28ethylene+oxide%29+copolymers+of+different+composition%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Lyotropic liquid crystallinity in amphiphilic block copolymers: temperature effects on phase behavior and structure for poly (ethylene oxide)-b-poly (propylene oxide)-b-poly (ethylene oxide) copolymers of different composition.</a> Langmuir. 12 (11), 2690-2700 (1996).</li>
<li>Doe, C., Jang, H. S., Kim, T. H., Kline, S. R., Choi, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermally+switchable+one-and+two-dimensional+arrays+of+single-walled+carbon+nanotubes+in+a+polymeric+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Thermally switchable one-and two-dimensional arrays of single-walled carbon nanotubes in a polymeric system.</a> J Am Chem Soc. 131 (45), 16568-16572 (2009).</li>
<li>Doe, C., Jang, H. S., Kline, S. R., Choi, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SANS+Investigation+of+Selectively+Distributed+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+a+Polymeric+Lamellar+Phase%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">SANS Investigation of Selectively Distributed Single-Walled Carbon Nanotubes in a Polymeric Lamellar Phase.</a> Macromolecules. 43 (12), 5411-5416 (2010).</li>
<li>Han, Y., Ahn, S. K., Zhang, Z., Smith, G. S., Do, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+Encapsulation+Structure+of+Block+Copolymer+Coated+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Aqueous+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Tunable Encapsulation Structure of Block Copolymer Coated Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solution.</a> Macromolecules. 48 (11), 3475-3480 (2015).</li>
<li>Kim, T. H., Han, Y. S., Jang, J. D., Seong, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SANS+study+on+self-assembled+structures+of+Pluronic+F127+triblock+copolymer+induced+by+additives+and+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Cryst%22%5BJournal%5D)">SANS study on self-assembled structures of Pluronic F127 triblock copolymer induced by additives and temperature.</a> J Appl Cryst. 47 (1), 53-59 (2013).</li>
<li>Arnold, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mantid-Data+analysis+and+visualization+package+for+neutron+scattering+and+%C2%B5+SR+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl+Instrum+Meth+A%22%5BJournal%5D)">Mantid-Data analysis and visualization package for neutron scattering and µ SR experiments.</a> Nucl Instrum Meth A. 764 (1), 156-166 (2014).</li>
<li>Alvarez, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mantid+3.4%3A+Manipulation+and+Analysis+Toolkit+for+Instrument+Data%5BTitle%5D)+AND+%22Mantid+Project%22%5BJournal%5D)">Mantid 3.4: Manipulation and Analysis Toolkit for Instrument Data.</a> Mantid Project. , (2015).</li>
<li>Nagarajan, R., Bradley, R. A., Nair, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermodynamically+stable%2C+size+selective+solubilization+of+carbon+nanotubes+in+aqueous+solutions+of+amphiphilic+block+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Thermodynamically stable, size selective solubilization of carbon nanotubes in aqueous solutions of amphiphilic block copolymers.</a> J Chem Phys. 131 (10), 104906(2009).</li>
<li>Nikolaev, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gas-phase+catalytic+growth+of+single-walled+carbon+nanotubes+from+carbon+monoxide%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide.</a> Chem. Phys Lett. 313 (1), 91-97 (1999).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

SANS ומדידות AFM הראו כי SWNTs כבר דה-ארוז בהצלחה והתפזר בנפרד בתמיסה מימית באמצעות קופולימר triblock poloxamer 407. בשיטת הכנת המדגם הזה, אולטרה-sonication ותהליכים צנטריפוגה הם השלבים הקריטיים בקביעת המאפיינים של ההשעיה הסופית. האינטראקציה חזקה בין SWNTs, מה שמאלץ SWNTs ציפוי צרור יחד בתמיסה, יש להתגבר כדי לייצב את SWNTs הפרט עם קופולימרים לחסום. מתן מספיק אנרגיה במשך זמן רב כראוי מאפשר הפולימרים להתגבר על מחסומי האנרגיה ולייצב את SWNT בהצלחה. אף על פי כן, קשה מדי כדי להסיר את כ...

צינוריות פחמן (CNTs) הן חלקיקים גליליים חלולים נוצרו על ידי גלגול גיליון גרפיט מיקרומטר בקנה מידה לתוך ננו-צינורית. בגלל התכונות המכאניות, תרמיות, וחשמליות בתקציביהן, CNTs נחקר בהרחבה כמועמד חדשן חלקיקים תפקודיים יישומים רפואיים וביו-חישה כמו גם חומר מילוי ננו חומרי nanocomposite עצמית התאסף. 1-3 עם זאת, שלהם מסיסויות עניי העדפה חזקה לקראת קבלת חבילות ב נפוץ ממסים אורגניים מימיים לעכב עיבוד קל וידידותי לסביבה, כמו גם התקדמות יישומים ביולוגיים. לכן, מגוון רחב של שיטות functionalization, כגון-sonication אולטרה, שינוי פני השטח כימיים, functionalization הלא קוולנטיים באמצעות פעילי שטח ו קופולימרים לחסום, 4-9 פותחו כדי לשנות את משטחי CNT ולשפר dispersibility שלהם במגוון רחב של ממיסים. functiona ללא קוולנטייםשיטות lization מבוסס על בציפויים פיסיים, בפרט, נחשבות אסטרטגיה מבטיחה ויציבה, כי כל דיכוי מושרה משטח-שינוי במאפייני CNT מהותיים ניתן למזער. 10 נכון להיום, נעשו מאמצים רבים על מנת לשפר את יעילות הפיזור שיטות functionalization הלא קוולנטיים ידי העסקת סוגים שונים של סוכני נפיצה ובהם פעילי שטח בסיסיים (למשל, SDS, CTAB, NaDDBS), 7,11 קופולימרים לחסום amphiphilic, 8-חומרים ביו (למשל, דנ&quot;א), 12,13 ופולימרים פונקציונלי סינתטי (למשל, פולימר מצומדות, פולימר ארומטי). 14,15 PEO-PPO-PEO פולימרים, מעין קופולימר triblock מורכב משני פולי הידרופילי (אתילן אוקסיד) (PEO) שרשרות בשני קצותיו מחויבים קוולנטית פולי הידרופובי אחד (פרופילן אוקסיד) (PPO) שרשרת במרכז, ניתן להרחיב את הפוטנציאל יישום של CNTs הלא קוולנטית פונקציונלי iבתמיסה מימית n. פולימרים אלו מספקים את הממשק, שהוא ידידותי לא רק על משטחי CNT אלא גם להמדים מהימיים ומטריצות פולימר אחרות ותערוכות התאמה ביולוגיות עצומה בשל הרעילות המינימאלית של שרשרות PEO. זה הופך לפשוט יותר עיבוד קל במגוון רחב של פיזור סביבות כמו גם הניצול של CNTs מצופה פולימר היישומים ביו. 12,16-17 יתר על כן, התנהגות השלב התרמודינמית העשירה של פולימרים אלו מבוססים על התשובות הרגישות שלהם לגירויים חיצוניים מאפשרת ייצור של ננו ההיברידית-CNT קופולימר לחסום החכמה שבו תוך ומבנים-חלקיק היתר ניתן הפיכים ומבוקר בדיוק. 18-21 כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור הייצור של חלקיקים היברידיים מבוססים CNT בשכבת אנקפסולציה מתכוננת של PEO105-PPO70-PEO105 (poloxamer 407). המבנה וכתוצאה מכך מאופיין פיזור נייטרונים קטן-זווית (SANS). עבודה זו צפויה introducדואר הרעיון של אבני הבניין פונקציונלי חכם ולעזור שאינם מומחים בקלות להכין לחסום קופולימר פונקציונליות השעיות CNT ו SANS שימוש לאפיון מפורט במעבדה הלאומית באוק רידג &#39;.

<table><tbody><tr><td>ננו-צינורות פחמן חד-דופן של HiPco</td><td>Unidym</td><td>P2771</td><td></td></tr><tr><td>Pluronic F127</td><td>BASF</td><td>9003-11-6</td><td>Mw = 12.6 ק"ג/מול</td></tr><tr><td>5-חומצה מתילסליצילית</td><td>TCI America</td><td>C0410</td><td></td></tr><tr><td>מעבד אולטרסאונד</td><td>Cole-Parmer</td><td>ML-04714-52</td><td></td></tr><tr><td>Sorvall 6 פלוס צנטריפוגה</td><td>Thermo Scientific</td><td>46910</td><td></td></tr><tr><td>Innova</td><td>AFM Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Si-wafer</td><td>Silicon Quest International</td><td></td><td>בקוטר 150 מ"מ; סוג N < 1-1-1> חתוך; 1-10&nbsp; אוהם/ס"מ; פולישד חד-צדדי (675 &#177; 25 &#956; m); חתוך לקוביות (12&nbsp; מ"מ x 12 מ"מ)</td></tr></tbody></table>

functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

אנו מדגימים פרוטוקול לפונקציונליזציה של ננו-צינורות פחמן חד-דופן באמצעות קופולימרים טריבלוק PEO-PPO-PEO רגישים לחום בתמיסה מימית. בתמיסה מימית של ננו-צינורית פחמן/PEO105-PPO70-PEO105 (פולוקסמר 407), הפולוקסמר האמפיפילי 407 נספג על משטחי ננו-צינורות הפחמן ומרכיב את עצמו לשכבות רציפות, המונעות על ידי אינטראקציות בין-מולקולריות בין מולקולות מרכיבות. תוספת של חומצה 5-מתילסליצילית משנה את המבנה בהרכבה עצמית מכדורי-מיסלרי למורפולוגיה גלילית. החלקיקים ההיברידיים המפוברקים של פולוקסמר 407/ננו-צינורות פחמן מציגים תכונות מבניות מגיבות תרמו, כך שגם הצפיפות והעובי של שכבות פולוקסמר 407 ניתנות לשליטה הפיכה על ידי טמפרטורה משתנה. ניתן לאפיין את התכונות המבניות המפורטות של חלקיקי ננו-צינורות פולוקסמר 407/פחמן בתרחיף על ידי ניסויי פיזור נויטרונים בזווית קטנה וניתוחי התאמת מודל. צורות העקומה המובהקות של עוצמות הפיזור בהתאם לבקרת טמפרטורה או תוספת של תוספים ארומטיים מתוארות היטב על ידי מודל גליל מעטפת ליבה שונה המורכב מגליל ליבת ננו-צינורות פחמן, מעטפת הידרופובית ושכבת פולימר מיובשת. שיטה זו יכולה לספק דרך פשוטה אך יעילה לייצור ואפיון באתרם של חלקיקי ננו מבוססי ננו-צינורות פחמן עם אנקפסולציה הניתנת לכוונון מבנה.

Poloxamer 407 מצופה השעיות nanorod SWNT היו מפוברקות באמצעות הליך הכנת מדגם (איור 4), אשר ניתן לחלק לשני תהליכים חשובים; תהליך הספיחה הפיזי של poloxamer 407 על משטחי SWNT באמצעות-sonication אולטרה, והתהליך החלוק של SWNTs בנפרד מיוצב מ אגרגטים ארוזים באמצעות צנטריפוגה. עוצמות פיזור SANS התקבלו עבור poloxamer מוכן 407 / SWNT / D <sub...

מוצגת שיטה לפונקציונליזציה של ננו-צינורות פחמן עם שכבות אנקפסולציה פולימריות הניתנות לכוונון מבנה ואפיון מבני באמצעות פיזור נויטרונים בזווית קטנה.

Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לייצר ולאפיין ננו-חלקיקים מבוססי ננו-צינוריות פחמן המכילים שכבת מעטפת המגיבה לטמפרטורה בתמיסות מימיות. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנדסת ננו-מבנים, כגון כיצד לייצר ננו-חלקיקים המגיבים לגירויים ולחקור שינויים in situ במבנה הננו-סקאלי שלהם המושרים על ידי גירויים חיצוניים. שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי ייצור של אבני בניין ננו-חכמות המבוסס על הרכבה כימית.ניתן להחיל פרוצדורה זו גם על מערכות אחרות המורכבות מסוגים שונים של ננו-חלקיקים פחמניים ומפולימרים בלוקיים. כדי להתחיל בתהליך, הוסיפו 0.175 גרם אבקת Poloxamer 407 ל-70 גרם דאוטריום אוקסיד. לאחר מכן, המיסו לחלוטין את הפולימר בתמיסה באמצעות בוחש מגנטי למשך 30 דקות עד שעה אחת.הוסיפו בנפרד 0.01 grams של אבקת ננו-צינוריות פחמן בעלות דופן אחת לשפופרות צנטריפוגה קוניות בנפח 250 milliliter. לאחר מכן, הוסיפו 31.6 milliliters של תמיסת poloxamer 407 לכל שפופרת. לאחר מכן, ערבבו את התמיסו בכל שפופרת באמצעות וורטקס למשך 5 עד 10 דקות.בסיום, מקמו את מבחנה אחת במקלח מים ואבטחו אותה באמצעות מעמד עם תפסן. טבלו את קצה הסוניקטור (ultrasonicator) לתוך התהוק של מבחנה אחת. הגבירו את עוצמת הסוניקציה בהדרגה מ-0% עד שנננו-צינורות הפחמן השקועים בתחתית המבחנה יתחילו להתנפץ ולהתפזר כתוצאה מהאולטרסאונד המופץ מקצה הסוניקטור.טפל בתרחיף באמצעות אולטרסאונד למשך 60 דקות ב-20 °C, תוך שמירה על טמפרטורת התרחיף מתחת ל-25 °C באמצעות אמבט מים כמאגר טמפרטורה. לאחר מכן, סבב במערבב צנטריפוגה את התרחיפים הגולמיים בשני המבחנות ב-9800 ×g למשך שעתיים ב-20 °C. לאחר הסבב, העבר בנפרד 15 mL מכל אחד מהנוזלים העליונים (supernatant) מחלקו העליון של התמיסה למבחנה חדשה.המיסו 0.015 גרם של 5-methylsalicylic acid או 5-MS ב supernatant משפופרה שתיים וסמנו תערובת זו כדגימה שתיים. סמנו את השפופרה המכילה את ה supernatant משפופרה אחת כדגימה אחת. העמיסו 0.3 milliliters מכל דגימה לתוך תא amorphous cord-span-jo.הניחו מכסים על שני התאים ואטמו אותם על ידיeלפופת סרט הדבקה בצורה מאובטחת סביב המכסים. לאחר מכן, הניחו את אחד התאים האטומים בין המרווחים של מחזיק התאים מאלומיניום והרכיבו את מחזיק התאים מסוג banjo מאלומיניום. טענו את התאים המורכבים למיקומי דגימה שונים במחבוב הדגימות של ה-EQ-SAN.הכינו רשימה של מיקומי הדגימות של המחבב (paddle) בטופס רשימת הדגימות. התחילו את המדידה על ידי טעינה והרצה של סקריפט הניסוי בחלון הבקרה של ה-PI-DAS. עבור מדידות AFM, ערבבו 0.1 milliliters מהתמיסה של מבחנה דגימה אחת עם 1.9 milliliters של מים דה-יוניים.בשלב הבא, הניחו פרוסת סיליקון נקייה על מכשיר ציפוי סבב (spin coder). קבעו את מיקום הפרוסה באמצעות בדיקת ואקום. הגדירו את מהירות הסיבוב ואת זמן ההפעלה ל-1500 revolutions per minute ו-60 seconds, בהתאמה.הרטיבו את פני השטח החשופים של הפרוסה (wafer) עם הדגימה המדוללת. לאחר מכן, התחילו בציפוי סבב (spin coating). עם סיום הפעולה, כבו את משאבת הוואקום והוציאו את הפרוסה המצופה מהצופה הסבבי.בשלב זה, הצמידו את הפרוסה בעלת קידוד הספין (spin coded wafer) לדיסק ברזל באמצעות סרט פחמן דביק דו-צדדי. העבירו את הדיסק קרוב יותר לקצה האזור החשוף של הסורק. לאחר מכן, החליקו את הדיסק לכיוון המרכז עד שהמשטח התחתון מכסה לחלוטין את חלקו העליון של הסורק.לאחר מכן, התקינו את ראש מיקרוסקופ הסריקה (SPM) על הסורק וחברו את הכבל. פתחו את התוכנה לבקרת אספקת המכשיר במחשב ובחרו את מצב הטיפות (tapping mode) בחלון תצורת המערכת. לאחר מכן, מקמו את קצה הקנטילבר (cantilever) במרכז חלון המסך על ידי כיוון הגלגלים הגסים והעדינים של המיקרוסקופ האופטי והזזת הבמות האופטיות בצירים X ו-Y.יישרו את הלייזר על ידי כיוון כפתורי יישור הלייזר בראש ה-SPM. מקמו באופן גס את נקודת הלייזר האדומה על הקנטילבר (cantilever) והזיזו את הנקודה למרכז קצה הקנטילבר על ידי מעקב אחר הנקודות המוצגות במסך. לאחר יישור הלייזר, יישרו את הגלאי באמצעות כפתורי הפוטודטקטור.כווננו באופן גס את הכפתורים כדי לכבות ארבע נוריות LED אדומות בראש ה-SPM. לאחר מכן, בצעו כיוון עדין של הכפתורים עד שהבבואה הוורודה תמוקם במרכז חלון יישור הלייזר וסכום האות של הפוטודיודה הרבעית (quadrant photo diode) יהיה גבוה מ-2 volts לפחות. כווננו את הקנטילבר (cantilever) באמצעות פונקציית ה-auto tune בחלון כיוון הקנטילבר.לאחר מכן, הפעל את ה-auto tune בטווח תדרים של 0 עד 1000 kilohertz. לאחר מכן, הבא את פני השבב (wafer) למחוק של המיקרוסקופ על ידי כיוון כפתורי הפוקוס. ברגע שפני השבב נמצאים בפוקוס, לחץ על כפתור ה-engage בסרגל הכלים.בחלון הפופ-אפ, בחרו גודל סריקה, מספר דגימות וקצב סריקה. התחילו בסריקה. התאימו בהדרגה את ערכי ההגבר הפרופורציונלי (proportional gain), ההגבר האינטגרלי (integral gain) והש deflection האנכי, במידה והניגודיות בין החלקיקים לרקע של התשתית נמוכה מדי מכדי לזהות בבירור את צורות החלקיקים וגבולותיהם בתמונה שנסרקה.לבסוף, נתק את הגשוש לאחר המדידה. על ידי שינוי הטמפרטורה או על ידי הוספת תוספי 5-MS, עצימויות הפיזור של SANS של תרחיף ננו-צינורות הפחמן בעלי הדופן היחידה הפונקציונליים מראות היסט לכיוון Q גבוה יותר באזור Q הבינוני ופיתוח של שיא ב-Q גבוה. השינויים הנובעים מבקרת הטמפרטורה והוספת 5-MS מקורם בשינוי המבני של שכבת המעטפת של poloxamer 407 על ננו-צינורות הפחמן. ננו-מוט הפחמן עם poloxamer בעל מבנה צילינדר של ליבה ומעטפת עובר טרנספורמציה מבנית ממעטפת של מיצלות כדוריות של poloxamer 407 בטמפרטורת החדר למעטפת של שכבה צילינדרית דחוסה של poloxamer 407 בטמפרטורה גבוהה יותר.במהלך השינוי המבני, מיצלה כדורית של poloxamer 407 עם רדיוס גירציה של 45 angstroms הופכת למערך של גושים בשרשרת בודדת העוטפים את ליבת ננו-צינור הפחמן באופן דחוס יותר, עם רדיוס גירציה של 30 angstroms. למרות שתמונות AFM מראות רק מורפולוגיה מיובשת של ננו-מוטות poloxamer carbon nanotube ללא מים, הן מספקות ראיות להפרדה (debundling) ופיזור של ננו-צינורות הפחמן, כמו גם את התפלגות האורך של הננו-מוטות. ניתן להחיל הליך זה על שילובים שונים של ננו-חלקיקים בקו-פולימרים (block copolymers) כדי לייצר אבני בניין ננומטריות שונות המגיבות לגירויים.בעקבות פרוצדורה זו, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו cryo-EM או סימולציית דינמיקה מולקולרית כדי לענות על שאלות כגון מבנה המרחב הממשי של שכבות פולימר במצב של תמיסה והפיזיקה המפורטת העומדת בבסיס השינוי המבני. אני מקווה שסרטון זה הדגים שפיזור נייטרונים בזווית קטנה הוא טכניקה שימושית מאוד לאפיון ננו-מבני in situ של דגימות תמיסה. אנו מקווים לראות מדענים נוספים מגיעים ל-SNS לניסויי פיזור נייטרונים שונים.

functionalization-single-walled-carbon-nanotubes-with-thermo

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

אנו מציגים שיטות ייצור של microstructures בדוגמת של צינורות פחמן מיושר אנכית (CNTs), והשימוש בהם כמו תבניות בסיס לייצור microstructures פולימר במרקם מאורגן פני הננומטרי. ביערות ה-CNT הם densified על ידי עיבוי של ממס על מצע, אשר מגביר באופן משמעותי את צפיפות האריזה שלהם ומאפשר עצמית מכוונת היווצרות של צורות 3D.

ייצור, Densification, העתק דפוס של Microstructures Nanotube 3D פחמן

דנו בסינתזה של nanocups graphitic הבודדים באמצעות סדרה של טכניקות כולל שיקוע כימי, חמצון החומצה וsonication חללית-קצה. על ידי הפחתה של ציטרט...

סינתזה וFunctionalization גביעי Nanotube פחמן חנקן מסומם עם חלקיקי זהב כפקקים

מאמר זה מתאר את ההכנה של nanofoams ניקל המסודרת באמצעות תצהיר electroless מתכת על גבי תבניות nanoporous מתקבלות מsupramolecules מבוסס קופולימר diblock העצמית התאספו.

ניקל ננו gyroid מSupramolecules קופולימר Diblock

אנו מדווחים על פרוטוקולים ל"פילמור" סוגים שונים של ננו-חלקיקי מתכת עטופים בפולימר לשרשראות ארוכות של "הומו-" ו"קו-פולימרים".

באמצעות Polystyrene-<em&gt; בלוק</em&gt; -poly (חומצה אקרילית) -coated מתכת חלקיקים כמו מונומרים להומו- ושיתוף פילמור

אנו מדווחים על יישום חכם של ננו-צינורות פחמן לייצוב קינטי של חלקיקי שומנים המכילים ננו-מבנים בהרכבה עצמית בליבותיהם. הכנת חלקיקי שומנים דורשת ריכוזים נמוכים למדי של ננו-צינורות פחמן המאפשרים את השימוש בהם ביישומים ביו-רפואיים כגון מתן תרופות.

הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן

אנו מציגים פרוטוקול להנדסת שלב העטרה של ננו-צינורות פחמן פלואורסצנטיים קרובים לאינפרא אדום (SWNTs) באמצעות פולימרים אמפיפיליים ו-DNA לפיתוח חיישנים למטרות מולקולריות ללא אלמנטים ידועים לזיהוי.

הכרה מולקולרית הנדסה עם פולימרים ביו-מימטיים על פחמן Walled יחיד

הנה, שיטה חדשה עבור functionalization ופיזור יציב של ננו פחמן בסביבות מימיות מתואר. אוזון מוזרק ישירות לתוך פיזור מימית של ננו פחמן כי הוא recirculated ברציפות באמצעות תא קולי גבוהה מופעל.

פונקציונליזציה ופיזור של פחמן ננו באמצעות תהליך ידידותי לסביבה Ultrasonicated Ozonolysis

פולימרים semiflexible להציג תכונות מכניות ייחודי המוחלות בהרחבה על ידי מערכות החיים. עם זאת, מחקרים שיטתיים על biopolymers מוגבלות מאז מאפיינים כגון הפולימר קשיחות אינם נגישים. כתב יד זה מתאר איך מגבלה זו הוא מצויין לתכנות צינוריות דנ א, הפעלת ניסיוני מחקרים על ההשפעה של פילמנט קשיחות.

ה-DNA צינוריות כמו כלי רב-תכליתי ללמוד פולימרים Semiflexible

מאמר זה מתאר תהליך עבור כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של covalently תפור חלקיקים מן ליניארית אחרים-פולימרים וסופולימרים המכיל פונקציונליות תליון. על-ידי התאמת הפרמטרים סינתזה (משקל מולקולרי פולימר, תליון פונקציונליות התאגדות, ושווי crosslinker), צפיפות crosslinking ובגודל הרצויים ננו-חלקיק יכולה להיות מושגת ליישומים משלוח סמים.

Nanosponge Tunability ב גודל וצפיפות Crosslinking

הליך עבור הסינתזה של multiwalled הושתל פוליסטירן פחמן באמצעות שינוי כימי רצופים שלבים באופן סלקטיבי להציג רשתות פולימריות בקירות הצדדיים שלהם הרכבה עצמית באמצעות patchiness אנאיזוטרופי הוא הציג.

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

הרכבה עצמית מונחית התגבשות (CDSA) מציגה את היכולת הייחודית לייצור מבנים ננו-רובוטים של הפצות באורך צר. הטבעת האורגניטיבית פותחת את הε-הקרניים והרחבות השרשרת העוקבות של מתיל מתיונין ו- n, מומחש n-dimethyl תיל אקרילאמיד. פרוטוקול CDSA חי אשר מייצרת גלילים של עד 500 ננומטר באורך מחולקת לרוחב.

סינתזה של חלקיקים מונוטהתפזר גלילי באמצעות התגבשות עצמית מונחה-הרכבה של סופולימרים מתכלים לחסום

חקור שיטה לפונקציונליזציה של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות באמצעות קופולימרים תרמורגשים. למד כיצד פיזור ניוטרון בזווית קטנה מאפשר אפיון מבני in situ של ננו-חלקיקים חכמים.

Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

גלה סרטונים נוספים