우리는 양친매성 헥세인의 합성과 이러한 반응성이 높고 탄소가 풍부한 분자 전구체의 자체 조립 단층에서 공기-물 계면에서 탄소 나노시트 제조에 사용하는 것을 제시합니다.
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이 논문에서
요약
초록
공액 탄소-탄소 삼중 결합으로 구성된 반응성, 탄소가 풍부한 "올리고인" 세그먼트를 갖춘 양친매성 분자는 수성 매체 및 공기-물 계면에서 정의된 응집체로 자체 조립됩니다. 응집된 상태에서, 올리고인은 형태와 내장된 화학적 기능화를 보존하면서 온화한 조건에서 탄화될 수 있습니다. 이 비발한 접근 방식은 기능화된 탄소 나노 물질에 대한 직접적인 접근을 제공합니다. 이 기사에서는 일련의 반복적인 브롬화 및 네기시형 교차 커플링 반응을 통해 일반적인 지방산 에스테르의 탄소가 풍부한 형제로서 헥세인 카르복실레이트 양친매를 준비할 수 있는 합성 접근법을 제시합니다. 얻어진 화합물은 공기-물 계면에서 단층으로 자체 조립되도록 설계되었으며, 이것이 Langmuir 트로프에서 어떻게 달성될 수 있는지 보여줍니다. 따라서 공기-물 계면에서 분자의 압축은 막 형성을 유발하고 분자의 조밀하게 채워진 층으로 이어집니다. 공기-물 계면에서 필름의 완전한 탄화는 온화한 외부 자극으로 UV 조사를 사용하여 실온에서 헥세인 층을 가교함으로써 수행됩니다. 이 과정에서 층의 변화는 적외선 반사-흡수 분광법과 브루스터 각도 현미경의 도움으로 모니터링할 수 있습니다. 또한, Langmuir-Blodgett 기술에 의해 탄화 된 필름을 고체 기판으로 이동시킴으로써 우리는 이것이 센티미터 단위의 측면 치수를 가진 탄소 나노 시트임을 증명할 수있었습니다.
서론
이차원 탄소 나노 인해보고 우수한 열적, 전기적뿐만 아니라 기계적 성질 1-5에 상당한 관심을 끈다. 이들 물질은 폴리머 복합체 6, 에너지 저장 장치 (7) 및 전자 분자 8-10의 분야에서 기술적 인 발전을 촉진 할 것으로 예상된다. 최근 몇 년 동안 집중적 인 연구 노력에도 불구하고, 잘 정의 된 탄소 나노 재료의 많은 양에 대한 액세스는 여전히 기술적 애플리케이션 (11, 12)에서의 대형 구현을 방해하는 제한된다.
탄소 나노 물질 중 하나 하향식 또는 상향식 (bottom-up) 접근 방식으로 액세스 할 수 있습니다. 이러한면 14-16에서 박리 기술 (13) 또는 고 에너지 처리와 일반적인 접근법 구조적 완전성 매우 좋은 성능의 높은 수준의 재료를 얻을 수있는 가능성을 제공한다. 그러나, 단리 및 정제 번째전자 제품은 도전 남아 있고 정의 나노 물질의 대량 생산이 곤란하다 (12). 한편, 상향식 접근은 분자 전구체의 사용에 의존하는 정의 된 구조로 구성하고, 카본 나노 구조물을 산출 17-23 후속의 탄화를 사용할 수있다. 이 경우,....
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프로토콜
주의 : 어떤 화학 화합물의 사용하기 전에 관련 물질 안전 보건 자료 (MSDS)를 참조하시기 바랍니다. 이러한 합성에 사용되는 화학 물질 중 일부는 급성 독성 및 발암 성이다. 준비 나노 물질은 대량의 대응에 비해 추가적인 위험이있을 수 있습니다. 반응 (흄 후드) 및 개인 보호 장비 (안전 안경, 장갑, 실험실 코트, 전체 길이 바지, 폐쇄 발가락 신발)를 수행 할 때 모든 적절한 안전 방법을 사용하는 것이 필수적이다. 그렇지 않은 경우, 그렇지 않으면 다음 절차는 표준 쉬 렌크 기술 (39)을 포함 말했다.
분자 전구체 29,31 1. 준비
- 4 tritylphenyl 10 (트리메틸 실릴) 데카-5,7,9-triynoate의 합성 (1)
참고 : 필요한 화합물 이후 합성 단계를 노골적 출간 된 문헌 절차 29,31에 따라 제조 할 수 설명합니다. 얇은 층 chromatograpHY (TLC)과 칼럼 크로마토 그래피 표준 실험실 절차 (39, 40)에 따라 수행된다.- 격벽을 구비 한 쉬 렌크 관에, 불활성 분위기에서 건조 테트라 히드로 푸란, 1,4- bistrimethylsilylbutadiene (7.82 ....
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결과
준비된 전구체 분자의 C 13 핵 자기 공명 (NMR) 스펙트럼 (3) 디스플레이 δ = 82-60 PPM (도 1B)에 대응하는 화학 시프트와 hexayne 세그먼트의 12 SP -hybridized 탄소수. 또한, δ = 173 ppm에서와 δ = 52 ppm에서 신호가 각각 에스테르의 카르 보닐 메틸 탄소에 할당됩니다. δ = 33-14 PPM 간의 신호 도데 실 잔기의 지방족 탄소에 기인한다. (3)의 대응하는 UV / 비스 흡수 스펙트럼 hexayne (도 1C)의 특성 vibronic 미세 구조를 나타낸다.
hexayne의 친 양쪽 성체 (3)의 막 형성 성이 표면 압력 면적 등온선의 측정에 의.......
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토론
원하는 hexayne의 친 양쪽 성체 (3) 노골적 순차 브롬화 (52, 53)에 의해 제조되고 tritylphenyl 에스테르 (2) (도 1a) (29)의 최종적인 탈 보호 반응에 의해, 알킨 세그먼트의 신도 (30, 31)을 팔라듐이 촉매 작용 하였다. 성공적인 합성 31,54 13 C NMR 스펙트럼 (도 1b)에서뿐만 아니라 UV-비스 흡수 스펙트럼 (도 1C)를 확인한다. 이것은 높은 oligoyne 동족체가 개발 합성 방법론 (30, 31)에 의해 제조 될 수있는 용이 한 특성을 나타낸다. 그러나 염두에 oligoyne 유도체의 감도를 유지하는 것이 중요하며, 희석 용액에서의 저장 용량은 장기간의 무결성을 보장하기 위해 바람직하다. 또한, 스트레이트 화합물은 조기 분해를 방지하기 위해 또는 실온보다 어두운에서.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
유럽 연구 위원회(ERC Grant 239831)와 훔볼트 펠로우십(BS)의 자금 지원에 감사드립니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 메틸리튬 리튬 브로마이드 복합체 (2.2 디 에틸 에테르의 M 용액) | Acros | 18129-1000 | 공기에 민감한 가연성 |
| 염화아연 (0.7 THF의 M 용액 | Acros | 38945-1000 | 공기 민감성, 가연성 |
| 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene] dichloropalladium(II), DCM adduct | Boron Molecular | BM187 | |
| N-Bromosuccinimide | Acros | 10745 | 빛에 민감한 |
| 은 플루오 | Fluorochem | 002862-10g | 빛에 민감한 |
| n-Butyllithium (2.5 헥산의 M 용액) | Acros | 21335-1000 | 공기에 민감하고 인화성 |
| 메탄올산 나트륨 | Acros | 17312-0050 | |
| 테트라하이드로푸란(불안정, HPLC용) | Fisher Chemicals | T/0706/PB17 | 이 용매는 용매 정제 시스템(Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)을 사용하여 건조 및 탈기되었습니다. |
| 톨루엔(HPLC용) | Fisher Chemicals | T/ 2306/17 | 이 용매는 용매 정제 시스템(Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA) |
| 아세토니트릴(HPLC용) | Fisher Chemicals | A/0627/17 | 이 용매는 용매 정제 시스템(Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)을 사용하여 건조 및 탈기되었습니다. |
| 디클로로메탄(분자체에서 엑스트라 드라이) | Acros | 34846-0010 | |
| Chloroforme (p.a.) | VWR International | 1.02445.1000 | |
| Pentane | Reactolab | 99050 | 시약 등급으로 구매하고 사용 전에 한 번 증류 |
| Heptane | Reactolab | 99733 | 시약 등급으로 구매하고 사용 전에 한 번 증류 |
| Dichloromethane | Reactolab | 99375 | 시약 등급으로 구매하고 사용 |
| 전에 한 번 증류Diethylether | Reactolab | 99362 | 시약 등급으로 구매하고 |
| Geduran 실리카 겔 (Si 60, 40-60 &마이크로; m) | Merck | 1115671000 | |
| Langmuir 트로프 | R & K, 포츠담 | ||
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참고문헌
- Geim, A. K., Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nature Mater. 6 (3), 183-191 (2007).
- Lee, C., Wei, X., Kysar, J. W., Hone, J. Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene. Science. 321 (5887), 385-388 (2008).
- Lee, J. H., Loya, P. E., Lou, ....
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