Name: Utilizzando Polystyrene- Blocco -poly (Acido acrilico) Rivestiti metallo Nanoparticelle come monomeri per loro omo- e co-polimerizzazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: Scopri come assemblare nanoparticelle metalliche incapsulate in polimeri in lunghe catene di omopolimeri e copolimeri usando condizioni acide. Questo metodo avanzato di sintesi nanomateriali offre nuove possibilità per la scienza dei materiali.

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Gli autori ringraziano la NRF (CRP-4-2008-06), A*Star (SERC 112-120-2011) e il MOE (RG14/13) Singapore per il sostegno finanziario.

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<li>Xia, H., Su, G., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-Dependent+Electrostatic+Chain+Growth+of+pH-Sensitive+Hairy+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Size-Dependent Electrostatic Chain Growth of pH-Sensitive Hairy Nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 3726-3730 (2013).</li>
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<li>Chen, Y., Cui, H., Li, L., Tian, Z., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+micro-phase+separation+in+semi-crystalline%2Famorphous+conjugated+block+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Controlling micro-phase separation in semi-crystalline/amorphous conjugated block copolymers.</a> Polymer Chemistry. 5, 4441-4445 (2014).</li>
<li>Bates, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-Polymer+Phase+Behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Polymer-Polymer Phase Behavior.</a> Science. 251, 898-905 (1991).</li>
<li>Zhang, L. F., Shen, H. W., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+separation+behavior+and+crew-cut+micelle+formation+of+polystyrene-b-poly%28acrylic+acid%29+copolymers+in+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Phase separation behavior and crew-cut micelle formation of polystyrene-b-poly(acrylic acid) copolymers in solutions.</a> Macromolecules. 30, 1001-1011 (1997).</li>
<li>Yu, Y., Zhang, L., Eisenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphogenic+Effect+of+Solvent+on+Crew-Cut+Aggregates+of+Apmphiphilic+Diblock+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Morphogenic Effect of Solvent on Crew-Cut Aggregates of Apmphiphilic Diblock Copolymers.</a> Macromolecules. 31, 1144-1154 (1998).</li>
<li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toroidal+Micelles+of+Polystyrene-block-Poly%28acrylic+acid%29%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Toroidal Micelles of Polystyrene-block-Poly(acrylic acid).</a> Small. 7, 2721-2726 (2011).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

I dettagli meccanicistici le sintesi vengono riportati e discussi nelle precedenti pubblicazioni. 20,21 Qui ci concentriamo sulle motivazioni delle condizioni di sintesi. Per la polimerizzazione delle nanoparticelle, si preferisce che vengono utilizzate nanoparticelle di dimensioni uniformi. Seguiamo procedure di letteratura per ottenere le nanoparticelle uniformi Au, 23 Au nanorods, 24 e nanofili Te. 25 In generale, una migliore uniformità formato può essere ottenuta quando l...

Nonostante i grandi progressi nella sintesi delle nanoparticelle negli ultimi due decenni, il loro assemblaggio ordinato rimane una grande sfida. Le nostre capacità sintetiche nel mettere insieme gli elementi costitutivi di base sono di fondamentale importanza per l'esplorazione e lo sfruttamento dei loro effetti sinergici e delle proprietà collettive. Pertanto, lo sviluppo di nuovi percorsi di reazione e l'esplorazione dei meccanismi sottostanti sono i trampolini di lancio verso la sintesi razionale di nanodispositivi complessi. 
Tra la ricca varietà strutturale di possibili assemblaggi di nanoparticelle, le catene unidimensionali (1D) hanno mostrato utili applicazioni nella nanoelettronica, nell'optoelettronica e nei biosensori. 1-4 Tipicamente, l'autoassemblaggio di nanoparticelle in strutture a catena richiede interazioni di dipolo magnetico o elettrico, repulsione elettrostatica anisotropa o modelli esterni. 5-11 Per l'assemblaggio indotto da dipolo, sono necessarie nanoparticelle con dipoli permanenti, come nanoparticelle magnetiche e nanoparticelle semiconduttrici in ambienti speciali. 12-15 Per le nanoparticelle senza dipolo permanente, è stato dimostrato che la repulsione elettrostatica relativamente più debole alle estremità delle catene di nanoparticelle può promuovere l'attaccamento selettivo delle nanoparticelle su di esse e quindi la crescita della catena 1D. 16,17 Poiché le nanoparticelle possono aggregarsi tra loro e con gli oligomeri, l'aggregazione spesso segue la modalità di crescita intrinseca a gradini, portando a una lunghezza della catena corta e alla mancanza di controllo sulla ramificazione. Infine, le nanoparticelle possono essere adsorbite su modelli 1D per formare catene, ma di solito è molto difficile ottenere un ancoraggio sicuro ed evitare spazi vuoti tra le nanoparticelle. 
Con questi metodi esistenti, l'etero-assemblaggio o la "co-polimerizzazione" delle nanoparticelle è particolarmente difficile. Alcuni lavori pionieristici hanno dimostrato la "co-polimerizzazione" di brevi catene di nanoparticelle che sfruttano il dipolo magnetico18 o la repulsione elettrostatica. 19
Recentemente, abbiamo riportato l'omo- e co-polimerizzazione di nanoparticelle rivestite di PSPAA in catene. 20,21 Questa nuova via sintetica prevede una facile sintesi colloidale e l'uso generico di diversi tipi di nanoparticelle. Offre catene ultralunghe senza ramificazioni e consente un rapido controllo della loro lunghezza e larghezza (catene a linea singola, doppia e tripla). Ancora più importante, i copolimeri casuali e i copolimeri di nanoparticelle possono essere sintetizzati con un migliore controllo strutturale. In questo lavoro, forniamo protocolli video per le relative sintesi, con l'intenzione di fornire una dimostrazione e una presentazione dettagliata.

<table><tbody><tr><td>Cloruro d'oro (III) triidrato, reagente ACS, &ge; 49,0% Au basis</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G4022</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>Sodium citrate dihydrate, 99%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12274</td><td></td></tr><tr><td>Sodium borohydride, &ge; 99%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>71321, Fluka</td><td></td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethylammonium bromuro, &ge; 98%</td> Nitrato d'argento <td>Sigma-Aldrich</td><td>H5882</td><td>CTAB</td></tr><tr><td>, 99,9999% di metalli in tracce</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204390</td><td></td></tr><tr><td>Acido L-ascorbico, BioXtra, &ge; 99,0%, cristallino</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5960</td><td></td></tr><tr><td>biossido di tellurio, &ge; 99%&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>243450</td><td></td></tr><tr><td>Idrazina monoidrato, 64-65%, grado reagente, 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>207942</td><td></td></tr><tr><td>Acido poli(stirene-b-acrilico) (PS154-PAA49)</td><td>Fonte polimerica</td><td>P4673A-SAA</td><td>PS16000-PAA3500</td></tr><tr><td>Acido poli(stirene-b-acrilico) (PS144-PAA 28)</td> <td>Fonte polimerica</td><td>P4002-SAA</td><td>PS15000-PAA1600</td></tr><tr><td>2-Naftalenetiolo, &ge; 99,0% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88910, Fluka</td><td></td></tr><tr><td>Sodio dodecil solfato, 99%</td><td>Alfa Aesar</td><td>A11183</td><td></td></tr><tr><td>nanotubi di carbonio a parete singola, 99% ultrapuro</td><td>NanoIntegris</td><td>PC10344a</td><td></td></tr><tr><td>Idrossido di sodio</td><td>Sinopharm</td><td>S1900136</td><td></td></tr><tr><td>1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfotioetanolo (sale sodico)</td><td>Avanti lipidi polari</td><td>870160P</td><td>PSH</td></tr><tr><td>N,N-dimetilformammide</td><td>Merck</td><td>SA4s640012</td><td></td></tr><tr><td>Etanolo, assoluto</td><td>Fischer</td><td>E/0650DF/17</td><td></td></tr><tr><td>Acido cloridrico, 37%</td><td>Miele ben</td><td>10189005</td><td>Diluire a 1&nbsp; M prima dell'uso</td></tr></tbody></table>

utilizzando polystyrene-<em&gt; blocco</em&gt; -poly (acido acrilico) rivestiti metallo nanoparticelle come monomeri per loro omo- e co-polimerizzazione

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

Presentiamo un metodo senza template per "polimerizzare" le nanoparticelle in lunghe catene senza rami laterali. Una varietà di nanoparticelle viene incapsulata in gusci di polistirene-blocco-poli(acido acrilico) (PSPAA) e quindi utilizzata come monomeri per il loro autoassemblaggio. È noto che le micelle sferiche di PSPAA dopo il trattamento acido si assemblano in micelle cilindriche. Sfruttando questa tendenza, le nanoparticelle nucleo-guscio sono indotte ad aggregarsi, fondersi e quindi trasformarsi in lunghe catene. Quando si utilizza più di un tipo di nanoparticelle, è possibile ottenere "copolimeri" casuali e a blocchi di nanoparticelle. Vengono riportate procedure dettagliate per l'incapsulamento PSPAA di nanoparticelle, l'omo- e co-polimerizzazione delle nanoparticelle core-shell, la separazione e la purificazione delle catene di nanoparticelle risultanti. Vengono inoltre presentate le trasformazioni di catene a linea singola in catene a doppia e tripla linea. La sinergia tra il guscio polimerico e le nanoparticelle incorporate porta a un'insolita modalità di polimerizzazione a catena, dando lunghe catene di nanoparticelle che si distinguono dai prodotti del tradizionale processo di aggregazione a gradini.

I monomeri nanoparticelle e le catene sono caratterizzati da TEM. La Figura 1 mostra le immagini rappresentative TEM del PSPAA incapsulato monomeri, confermando le morfologie e dimensioni (Figura 1). Come alcuni monomeri tipicamente rimangono nel campione dopo la &quot;polimerizzazione&quot;, il campione è di solito purificato e concentrato prima di essere utilizzate per la caratterizzazione TEM. Una macchia è stata introdotta durante la preparazione dei campioni TEM miscelando la soluz...

Riportiamo protocolli per "polimerizzare" vari tipi di nanoparticelle metalliche incapsulate in polimeri in lunghe catene di "omo-" e "co-polimeri".

Utilizzando Polystyrene-<em&gt; Blocco</em&gt; -poly (Acido acrilico) Rivestiti metallo Nanoparticelle come monomeri per loro omo- e co-polimerizzazione

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

L'obiettivo generale di questa procedura è assemblare diversi tipi di nanoparticelle metalliche incapsulate in polimeri in lunghe catene di omo- e copolimeri. Questo viene realizzato innanzitutto sintetizzando nanoparticelle metalliche con diverse dimensioni e morfologie. Il secondo passaggio consiste nell'incapsulare le nanoparticelle con polistirene blocco acido poliacrilico o polimeri P-S-P-A-A.Successivamente, i nanoparticelle incapsulati nel polimero vengono assemblati in catene incubandoli in condizioni acide. In alternativa, è possibile ottenere un assemblaggio eterogeneo assemblando catene di nanoparticelle diverse. Infine, la microscopia elettronica a trasmissione viene utilizzata per monitorare le morfologie delle nanoparticelle, l'incapsulamento delle nanoparticelle e le catene assemblate.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto al metodo esistente, che di solito richiede brevi momenti per l'assemblaggio lineare, è che permette non solo la formazione di catene di nanoparticelle omogenee, ma anche l'assemblaggio eterogeneo di diverse nanoparticelle. Abbiamo avuto questa idea quando abbiamo osservato per la prima volta la trasformazione delle cellule polimiche da

using-polystyrene-block-poly-acrylic-acid-coated-metal-nanoparticles

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L'auto-assemblaggio guidato dalla cristallizzazione (CDSA) mostra l'abilità unica di fabbricare nanostrutture cilindriche di distribuzioni a lunghezza ridotta. Sono dimostrate la polimerizzazione organocatalised ad apertura ad anello di caprolaactone e le successive estensioni a catena del methacritilmettico metillato e dell'acrilammide N,N. Viene delineato un protocollo CDSA vivente che produce cilindri monodispersi fino a 500 nm di lunghezza.

Sintesi di nanoparticelle cilindriche monodisperse tramite l'autoassemblaggio di copoliomeri a blocchi biodegradabili

È stata determinata la struttura in soluzione NMR di un peptide modello metallochaperone con Cu (I) e viene descritto un protocollo dettagliato dalla preparazione del campione e dalla raccolta di dati 1D e 2D a una struttura tridimensionale.

Determinazione della struttura e della coordinazione di complessi peptide-metallo mediante NMR 1D e 2D 1H

Scopri come assemblare nanoparticelle metalliche incapsulate in polimeri in lunghe catene di omopolimeri e copolimeri usando condizioni acide. Questo metodo avanzato di sintesi nanomateriali offre nuove possibilità per la scienza dei materiali.

Utilizzando Polystyrene- Blocco -poly (Acido acrilico) Rivestiti metallo Nanoparticelle come monomeri per loro omo- e co-polimerizzazione (Video) | JoVE Journal

Utilizzando Polystyrene-

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