Una tecnica di funzionalizzare e Self-montare macroscopiche nanoparticelle-ligando monostrato Films su substrati privi di modello

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di sviluppare film macroscopici, nanoparticellari, ligandi, monostrato. Ciò si ottiene utilizzando una singola tecnica di autoassemblaggio a vaso singolo. Prime nanoparticelle metalliche, rapidamente funzionalizzate con leganti in un tetraedro d'acqua o solvente THF.

Successivamente, il ligando ha mantenuto la fase delle nanoparticelle separata dall'interfaccia del solvente dell'aria. Infine, le nanoparticelle vengono trasportate su substrati privi di modelli utilizzando gradienti di tensione superficiale, autoassemblandosi in nanoparticelle macroscopiche, film monostrato di ligando. In definitiva, questa procedura fornisce una tecnica semplice, robusta e scalabile per funzionalizzare e autoassemblare nanoparticelle macroscopiche, film monostrato di ligandi su substrati privi di modelli.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ad altri metodi di assemblaggio interfacciale è la funzionalizzazione rapida ed efficiente delle nanoparticelle e l'autoassemblaggio in film monostrato macroscopici. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'interfaccia inorganica organica a livello di nanoscala, può anche essere applicato a un'ampia varietà di applicazioni come metamateriali, fotovoltaici e sensori molecolari. Per iniziare, concentrare le nanosfere d'oro a 15 nanometri disponibili in commercio inserendo 15 millilitri della nanosfera diluita di sospensione acquosa in un filtro ultra centrifugo.

Quindi centrifugare l'unità a 4.500 Gs per due minuti o fino a quando rimangono solo pochi microlitri nella camera del filtro. Risospendere la nanosfera in 1,5 millilitri di acqua deionizzata o deionizzata o tale che la concentrazione di nanoparticelle sia di circa 10 alla tredicesima particella per millilitro. La sospensione è stabile per diverse ore.

Una volta risospeso in acqua, per verificare la densità numerica e confermare che le nanoparticelle non hanno prima iniettato 150 microlitri di sospensione in un veterinario. Diluire anche la sospensione concentrata di nanoparticelle con 1,35 millilitri di acqua. Successivamente, posizionare il veterinario in uno spettrometro ultravioletto visibile e misurare lo spettro assorbente della sospensione preparata e quello della sospensione originale.

Confrontare la posizione del picco a larghezza completa a metà del massimo per assicurarsi che non si sia verificata l'aggregazione. L'entità dei picchi di assorbanza per entrambi i campioni dovrebbe essere approssimativamente la stessa. In questo modo si garantisce che il campione concentrato sia più denso di un fattore 10 in una fresa di vetro silicato da 20 millilitri pulita separata a un millilitro di tetra idrofurina.

Quindi, aggiungere i leganti tiolici alcani al THF e agitare. La soluzione per mescolare abbastanza uniformemente. Il legante deve essere aggiunto per coprire almeno l'intera superficie delle nanoparticelle sospese.

Un eccesso di ligando aumenta la velocità e la carenza della reazione in una cappa aspirante. Inserire un millilitro dalla fiala contenente le nanosfere d'oro nella fiala dei leganti THF. Avvitare rapidamente il coperchio e agitare energicamente il flaconcino per 15 secondi.

Rimuovere il coperchio e appoggiare il flaconcino. Nella cappa aspirante, a seconda dei leganti, i domini utilizzati di nanoparticelle d'oro si formano rapidamente all'interfaccia aria-liquido. Le pellicole iniziano quindi a tradurre sul lato della fiala.

Quasi tutte le nanoparticelle sono state tappate con ligandi thal, rimosse dalla sospensione e trasportate sul lato delle fiale entro un'ora. Per trasferire le pellicole su substrati di vetro rimovibili, tagliare i substrati in un'area di 12,5 x 25,4 millimetri utilizzando una penna o una ruota per la pulizia dei substrati di vetro, utilizzando un risciacquo con acetone, seguito da un risciacquo con alcol isopropilico. E per finire, un risciacquo con acqua.

Prima di lasciare asciugare i substrati, vedere il protocollo di testo per la preparazione dei wafer di silicio. Successivamente, inserire il substrato nella fiala precedentemente preparata di nanosfere e ligandi. Avvitare il coperchio e agitare.

Dopo aver agitato, rimuovere il coperchio con una pinzetta. Posizionare il substrato quasi verticalmente contro la parete del flaconcino. Quindi utilizzare una pipetta per rivestire la miscela di reazione sul substrato.

La reazione si interrompe quando tutto il solvente organico è evaporato o tutte le nanoparticelle sono state rimosse dalla sospensione. Stimare l'efficienza di impacchettamento delle nanosfere nel monostrato osservando la trasmissione e le proprietà riflettenti del film. Illuminare il monostrato su substrati di vetro da dietro con una sorgente di luce bianca.

Un film colorato uniforme dovrebbe essere osservato per nanoparticelle ad alta densità, film monostrato in trasmissione e una riflessione simile all'oro osservata in riflessione. Successivamente, utilizzare uno spettrometro per quantificare lo spettro assorbente macroscopico dai monostrati. Come prima, normalizzare lo spettro assorbente con un vetrino pulito.

Quindi montare la pellicola monostrato su un substrato di vetro nel percorso del fascio dello spettrometro e raccogliere lo spettro assorbente. Il picco assorbente dovrebbe essere significativamente spostato verso il rosso di diverse centinaia di nanometri a seconda del legante utilizzato. Se il picco assorbente è molto ampio o non ben definito, allora i film monostrato sono probabilmente di scarsa qualità.

Utilizzare la tecnica come mezzo efficiente per funzionalizzare le nanoparticelle con leganti thal. Decantare il resto dal fondo del flaconcino. Al termine della reazione, asciugare il materiale nella fiala sotto azoto.

Aggiungere un solvente organico per risospendere le nanoparticelle con quasi il 100% di trasferimento di fase delle particelle e assicurarsi che le nanoparticelle non si siano aggregate durante la risospensione nel solvente organico come prima, se il picco di assorbanza è ampio rispetto alla sospensione originale, sonicare il campione per 15 minuti per aiutare a disperdere nuovamente le nanoparticelle. Si osserva un film monostrato di nanosfere d'oro di 15 nanometri conservato su un substrato di vetro che riflette parzialmente la luce, a significare la frazione ad alto volume di nanosfere e trasmette la luce, dimostrando la conservazione del plasma e le risonanze L'uniformità e la chiarezza ottica mostrate qui sono immagini di microscopia elettronica a scansione a colori falsi di un film monostrato di nanosfere d'oro a 15 nanometri con cappuccio acan su un substrato di wafer di silicio. Il bordo del film dimostra che i film sono monostrati e che le nanosfere si impacchettano in domini amorosi su scale di lunghezza microscopiche.

Su scale di lunghezza nanoscopica. I film contengono domini esagonali ravvicinati e impacchettati, come dimostrato dalla trasformata di Fourier dell'immagine. Mostrato. Ecco l'assorbanza sperimentale normalizzata da un film monostrato costituito da nanosfere d'oro di tiolo acano a circa 15 nanometri su un substrato di vetro.

Una sospensione di nanosfere d'oro a 15 nanometri in acqua e fase trasferita in cloroformio Una volta padroneggiata. Questa tecnica può essere eseguita in meno di un'ora se eseguita correttamente. Dopo aver lavato questo video, dovresti avere una buona comprensione di come funzionalizzare e autoassemblare in modo efficiente nanoparticelle metalliche in microscopici film monolitici.