Name: 자기 집합에 있도록 폴리스 티 렌과 이방성 Patchiness Multiwalled 탄소 나노튜브를 접목 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: 배우세요 다중벽 탄소 나노튜브에 폴리스티렌을 접목하는 화학 합성 방법을 통한 자기 집합 기술입니다. 이 기술은 열가소성 중합체 분야에서 나노튜브의 표면 특성을 개선하고 산업 적용을 위한 새로운 복합 재료 개발에 활용됩니다.

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

우리 FQ PAIP 멕시코 국립 자치 대학 (부여 번호 5000-9158, 5000-9156, IA205616 및 IA205316)에서 DGAPA PAPIIT 프로그램을 인정 하 고 싶습니다 및 과학 및 멕시코에서 기술에 대 한 국가 위원회-CONACYT-(번호를 부여 251533)입니다.

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 이 프로토콜에 사용 되는 화학 물질의 일부는 심하게 독성과 발암 성 있습니다. 탄소 나노튜브 파생 상품 다른 전통적인 대량 탄소 allotropes에 비해 추가 호흡 위험 할 수 있습니다. 그것은 의심을 탄소 나노튜브에 어로 졸에 영향을 미칠 수 폐 석면 보다 비슷한 방식으로 그들의 발암 성 속성을가지고 하지 되었습니다 완전히 해명 지금까지 비록. 화학 반응 및 제품 처리 연기 후드 및 개인 보호 장비 사용을 포함 하는 단계를 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하시기 바랍니다 (연구실 코트, 장갑, 안전 안경, 신발, 전체 길이 바지 휴일) 동안 적합 형 호흡기 필터링 특히 경우에 사용 해야 잠재적인 나노튜브 먼지 생성 될 수 있습니다 (NIOSH N95 모델, 승인 또는 유럽 EN 149 인증 FFP3 버전). 다음 절차의 일부 표준 불활성 분위기 처리 기술 포함 한다. 24
1. 선택적 Hydroxylation Multiwalled 탄소 나노튜브 22
<ol><li>복 형 촉매로 MWCNTs의 산화를 중재
	<ol>
<li>
유기 단계에서의 준비
		<ol>
<li>시계 유리, 페 트리 접시 또는 비 커를 깨끗 한 MWCNTs의 2.5 g을 추가 합니다.</li>
			<li>80 ℃ 진공 오븐 및 적당 한 시계 유리 덮개에 컨테이너를 이동 합니다. 오븐의 진공 펌프를 켜고 ca. 200 mmHg 시스템 설정.</li>
			<li>나노튜브 12 h 동안 진공 오븐에서 건조. 이 단계 후에 MWCNTs의 함량을 탈락 한다.</li>
			<li>100 mL 둥근 바닥 플라스 크 유리 깔때기와 주걱으로 말린된 MWCNTs를 부 어 하 고 한 번 완성 된 퍼 널을 제거.</li>
			<li>둥근 바닥 플라스 크에 자석 교 반 막대를 소개 하 고 추가 ~ 50 mL 비 커를 사용 하 여 플라스 크에 99 %dichloromethane. 응집 체 사라질 때까지 교 반 접시를 사용 하 여 60 rpm에서 저 어.</li>
			<li>응집 체는 10 분 동안 교 반 후 솔루션에 남아, 초음파 목욕에 플라스 크를 이동 하 고 필요한 경우 반복 쥡니다 5 분에 대 한 시스템 설정. 이 솔루션은 산화 반응 단계에서 유기 단계를 있을 것입니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
수성 단계 준비
		<ol>
<li>25 mL 비 커에 자석 교 반 바, 교 반 접시를 사용 하 여 증류수 5 mL에 tetrapropylammonium 브 로마 이드 (TPABr)의 0.6 g을 용 해.</li>
			<li>10 mL 부피 플라스 크에 0.253 g KMnO4 (0.16 M 솔루션)을 증류수에 녹이 고 비 커 닥에 솔루션을 계속. 이 솔루션 단계 1.1.2.4에서에서 사용 됩니다.</li>
			<li>빙 초 산 (HOAc)의 5 mL을 drop-wise TPABr 솔루션에 볼륨을 전송. 졸업된 피 펫 및 얼음 목욕에 감동 하는 상수를 사용 하 여 도움이 될 수 있습니다. 참고: 혼합 과정은 발열, 따라서 추가 실행 되어야 한다 천천히 가능한 상해를 방지 하려면 예상된 물방울 이나 과도 한 온난화에 의해.</li>
			<li>Acidified TPABr 솔루션 0.16 M KMnO4 수성 해결책의 약 5 mL 수를 전송 합니다. 깨끗 한 졸업된 피 펫을 사용 하 고 교 반 될 수 있습니다.</li>
			<li>이전 솔루션을 필요 때까지 시계 유리로 덮여 유지. 이 솔루션은 수성 단계 산화 반응 단계에 있을 것입니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
산화 반응
		<ol>
<li>유기 단계를 포함 하는 둥근 바닥 플라스 크에 수성 단계를 부 어. 이 혼합물은 복 형 반응 혼합물을 될 것입니다.</li>
			<li>교 반 접시를 사용 하 여 80 rpm 이상 복 형 시스템을 선동 하 고 24 h에 대 한 실 온에서 교 반 아래 혼합물을 두고. 이 시간 후, 보라색 수성 단계 회전 창백한 핑크와 될 나노튜브 hydroxylated (MWCNT-오).</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>MWCNT 오의 정화
	<ol>
<li>
액체-액체 추출
		<ol>
<li>150 mL 또는 닫힌된 위치에 자 지와 200 mL separatory 깔때기에 복 형 반응 혼합물을 전송 합니다. 유리 깔때기와 주걱을 사용 하 여 필요한 경우.</li>
			<li>Beral 피 펫, 연결 된 고무 전구 파스퇴르 피 펫 또는 비 커를 사용 하 여 추가 ~ 0.25 mL separatory 깔때기로 집중된 염 산의.</li>
			<li>Separatory 깔때기를 사용 합니다.<ol>
<li>테 플 론 스 토퍼와 separatory 깔때기를 닫습니다 (사용 하지 않는 유리 stoppers 탄소 나노튜브에 대 한) 5에 대 한 적극적으로 선동 하 고 아래로 창틀 창 증기 두건에서 s. 동요, 동안 항상 강하게 한 손으로 깔때기에 연결 된 마 개를 보유 하 고 다른 손으로 자 지를 잡아.</li>
				<li>동요 단계 직후 깔때기를 뒤집어서 하 고 각 손으로 자 지를 열어서 압력 형성을 해제 합니다. 참고: 연기의 뒤쪽에 압력 방향 해결 해야 합니다.</li>
				<li>3-5의 사이클에 마지막 2 개의 동요/압력 릴리스 단계를 반복 합니다.</li>
				<li>마지막 주기 완료 되 면 즉시 마 개를 제거 하 고 분리가 분명 퍼 널 채워 고까지 그대로 단계를 떠나. 액체-액체 분리 후 수성 단계의 유기 단계 위에 남아 있습니다. MWCNT 오 유기 단계에서 유지 됩니다.</li>
			</ol>
</li>
			<li>단계 분리 경우 추가 소금물의 1-5 mL (물에 10-20% NaCl m/v) separatory 깔때기 Beral 피 펫 또는 파스퇴르 피 펫을 사용 하 여, 부드럽게 혼합 하 고 혼합 단계 분리까지 그대로 두고. 필요할 때까지 반복 합니다.</li>
			<li>유지 하는 자 지 오픈 단계 경계 자 지 위치에 도달할 때까지 150 mL 비 커에 유기 단계를 복구 합니다. 150 mL 삼각 플라스 크 또는 유기 단계;를 복구를 사용할 수 있습니다. 그러나,이 컨테이너 형식에서 나노튜브의 검색은 일반적으로 더 어렵다.</li>
			<li>계속 여과까지 시계 유리 보호 복구 솔루션.</li>
			<li>수성 단계를 적절 하 게 삭제 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
진공 여과 시스템의 설정
		<ol>
<li>마 개 좌석 진공 여과 시스템을 설정 하 고 단단히 채워 사토 플라스 크의 목에 기지.</li>
			<li>47 m m 직경 멤브레인 필터에 유지 하 고, 막 소재 및 제조 업체에서 표시에 따라 선택적으로 수행이 단계와 다음 두 사람 (단계 1.2.2.2-1.2.2.4). 100mm 직경 에탄올 (EtOH) 용량의 50%를 채우는 페 트리 접시를 준비 합니다.</li>
			<li>부드러운 팁 집게와 47 m m 직경 멤브레인 필터를 EtOH와 페 트리 접시에 놓습니다. 2-5 분 기 공 크기가 0.45 멤브레인을 사용 하 여 있는지 확인에 대 한 막 EtOH에 두고-20 µ m. 작은 기 공 크기 큰 것 들 필터링 효율성을 줄일 것입니다 하는 동안 여과, 방해할 것입니다.</li>
			<li>EtOH 부드러운 팁 집게를 사용 하 여에서 멤브레인을 제거 합니다.</li>
			<li>센터는 막의 가장자리에 의해 시작 필터 지원 화면에서의 소 결된 유리 영역에 막. EtOH와 선택적 일로이 단계를 촉진할 수 있습니다.</li>
			<li>센터는 어셈블리 위에 퍼 널의 플랜지. 멤브레인을 방해 하지 마십시오. 깔때기 잠금 및 스프링 클램프 함께 기지.</li>
			<li>진공 소스에 시스템을 연결 합니다. 필요할 때까지 진공을 설정 하지 마십시오.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
MWCNT 오의 여과
		<ol>
<li>유리 막대에 의해 원조 하는 진공 여과 깔때기에 검색 된 유기 단계를 부 어. 진공 건조까지 샘플을 필터링을 적용 합니다.</li>
			<li>95% 메탄올 (MeOH) 사용 하 여 세척 병의 40-50 mL와 고체를 세척. 유리 막대를 사용 하 여이 작업에 도움이 될 수 있습니다. 5 번 이상이 과정을 반복 합니다. 이 단계 동안 진공을 유지.</li>
			<li>세척, 후 진공 건조 고체 유리 시계 덮여 20 분에 대 한 아래 시스템을 둡니다.</li>
			<li>막에서 솔리드를 복구 하기 위해 다음 단계 1.2.3.5-1.2.3.8 수행 합니다.</li>
			<li>신중 하 게, 스프링 클램프, 다음 세로로 막 및 고체를 방해 하지 않고 퍼 널을 제거.</li>
			<li>매우 신중 하 게, 필터 지원 표면 주걱과 부드러운 팁 겸 자에 의해 주 었에서 솔리드 함께 멤브레인을 제거 합니다.</li>
			<li>100mm 직경 페 트리 접시 또는 시계 유리에 고체와 멤브레인을 전송 합니다.</li>
			<li>모든 제품 페 트리 접시/시계 유리에 입금 될 때까지 고체 막 표면에서 복구 두 부드러운 팁 집게와 주걱에 의해 주 었.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
건조 및 저장 MWCNT-오의
		<ol>
<li>적당 한 시계 유리 페 트리 접시/시계 유리 커버 (큰 직경)가 필요 합니다. 참고: 정전기 충전 피하기 위해 씰링 필름을 사용 하지 마십시오.</li>
			<li>80 ° c.에가 열 진공 오븐에 페 트리 접시/시계 유리를 소개 오븐의 진공 펌프를 켜고 ca. 200 mm Hg 시스템 설정.</li>
			<li>24 h에 대 한 솔리드를 건조. 이 단계 후 제품에 용 매의 증기압 탈락 한다. 제품이 즉시 사용 되지 것입니다, 솔리드 desiccator 필요할 때까지에 저장.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. 폴리스 티 렌 사슬 22,23 MWCNT 오 접목
<ol><li>
MWCNT-오 Silylated 酸 Moieties로의 수정
	<ol>
<li>유리 깔때기와 주걱을 사용 하 여 깨끗 한 100 mL Schlenk 플라스 크에 2.5 g MWCNT 오와 히드로 퀴 논 5 g을 부 어, 퍼 널을 제거와 자석 교 반 바 소개.</li>
		<li>다음과 같은 표시에 따라 역류 모드로 Schlenk 플라스 크를 설정:<ol>
<li>매니폴드 시스템 적합 한 고무 튜브를 사용 하 여 플라스 크의 유리 관절에 연결 된 진공 또는 불활성 가스에 Schlenk 플라스 크를 연결 합니다. 플라스 크의 매니폴드 폐쇄 유지.</li>
			<li>설정 물 수입 유리 합작을 통해 남성에 게 가장 가까운 공동 확인 하 고 적합 한 고무 튜브를 사용 하 여 수돗물 시스템에 적합 한 콘덴서를 연결 합니다.</li>
			<li>진공 그리스의 균등 하 게 적용 된 정밀한 레이어와 콘덴서의 남성 공동 기름칠 참고: 공동 수 없습니다-제품 오염 방지에 기름칠.</li>
			<li>콘덴서의 남성 공동 Schlenk 플라스 크의 목에 연결 합니다. 콘덴서의 여성 조인트를 고무 마 개를 닫습니다.</li>
			<li>신중 하 게, 고 진공 플라스 크를 엽니다. 그는 나노튜브는 하지 빨려 진공 라인으로이 과정 다는 것을 확인 하십시오.</li>
			<li>N2 가스 Schlenk 플라스 크를 채우십시오.</li>
			<li>마지막 두 단계를 두 번 더 반복 합니다.</li>
			<li>긍정적인 N2 가스 흐름에 따라 시스템을 유지.</li>
		</ol>
</li>
		<li>고무 마 개를 통해 건조 톨루엔 50 mL를 주사 천천히 깨끗 한 정 및 적합 한 주사기에 의해도 왔.</li>
		<li>교 반 접시와 열 목욕 사용 하, 80 rpm 이상에서 적극적으로 혼합물을 선동 하 고 실 온에서 5 ~ 10 분에 대 한 감동에서 혼합물을 두고.</li>
		<li>Using 깨끗 한 정와 주사기, 고무 마 개를 통해 TMSPMA의 5 mL 주입.</li>
		<li>100 ° C로 온도 설정 하 고 떠나 역류 및 12 h 교 반 반응. 이 시간 후 silylated 酸 moieties 화학적 MWCNTs (즉: MWCNT-O-TMSPMA)에 수 산 기 그룹에 몇 군데 있습니다.</li>
		<li>일단 반응이 끝나면, 신중 하 게 고무 마 개를 제거, N2 흐름 닫고 실 온에서 플라스 크는 때까지 기다립니다.</li>
		<li>진공 여과 시스템 (1.2.2 단계)를 설정 합니다.</li>
		<li>솔리드 (1.2.3 단계) 필터링. 초과에서 MeOH 씻어.</li>
		<li>건조 하 고 MWCNT-O-TMSPMA (1.2.4 단계)를 저장 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
수정 된 MWCNTs에 스 티 렌의 중 합
	<ol>
<li>유리 깔때기와 주걱을 사용 하 여 깨끗 한 100 mL Schlenk 플라스 크에 MWCNT-O-TMSPMA 및 azobisisobutyronitrile (AIBN)의 75 밀리 그램 2.5 g을 부 어 하 고 깔때기를 제거 합니다. 주의: AIBN 분말 해야 안 수 노출 열 또는 강하게 산화 제, 자발적으로 폭발 수 있습니다.</li>
		<li>자석 교 반 막대 Schlenk 플라스 크에 소개.</li>
		<li>역류 성 식도 염 모드 (2.1.2 단계)으로 Schlenk 플라스 크를 설정 합니다.</li>
		<li>Using 깨끗 한 정와 주사기, 고무 마 개를 통해 건조 톨루엔 50 mL를 주사.</li>
		<li>교 반 접시와 열 목욕 사용 하, 80 rpm 이상에서 혼합물을 선동 하 고 실 온에서 5 ~ 10 분에 대 한 감동에서 혼합물을 두고.</li>
		<li>깨끗 한 정 고 주사기에 의해 주 었, 스 티 렌 마 개를 통해의 7.5 mL 주입.</li>
		<li>70 ° C에 온도 설정 하 고 두고 역류, 교 반 및 h 12 N2 반응. 이 시간 후, PS 체인 나노튜브 측 벽 (MWCNT-O-PS)에 투입 된다.</li>
		<li>공기에 시스템을 열고, N2 흐름 닫고 실내 온도에 플라스 크를 냉각.</li>
		<li>진공 여과 시스템 (1.2.2 단계)를 설정 합니다.</li>
		<li>필터 및 솔리드 (1.2.3 단계)를 씻어. 세척 단계 동안 MeOH 대신 아세톤을 사용 합니다. 5 배 이상 20 mL 언바운드 폴리스 티 렌을 제거 하는 THF와 고체를 세척.</li>
		<li>건조 하 고 MWCNT-O-PS (1.2.4 단계)를 저장 합니다. 참고:는 나노튜브를 투입 하는 폴리머 체인의 길이 중 합 단계; 스 티 렌 톨루엔에서의 농도 변경 하 여 조정 될 수 있다 더 낮은 농도 짧은 체인을 생성합니다. 중 합 반응 시간; 폴리머 체인 크기를 조정 하는 데 사용할 수 있습니다. 짧은 반응 시간 체인의 길이 줄일 수 있습니다. 22, 23 대 한 자세한 내용은 참조를 참조 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Iijima, S. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/354056a0">Helical Microtubules of Graphitic Carbon.</a> Nature. 354, 56-58 (1991).</li>
<li>Iijima, S., Ichihashi, T. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/363603a0">Single-Shell Carbon Nanotubes of 1-nm Diameter.</a> Nature. 363, 603-605 (1993).</li>
<li>Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Nanotubes%3A+Synthesis%2C+Integration+and+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Carbon Nanotubes: Synthesis, Integration and Properties.</a> Acc. Chem. Res. 35, 1035-1044 (2002).</li>
<li>Karousis, N., Tagmatarchis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+Progress+on+the+Chemical+Modification+of+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Current Progress on the Chemical Modification of Carbon Nanotubes.</a> Chem. Rev. 110, 5366-5397 (2010).</li>
<li>Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncovalent+Functionalization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Noncovalent Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Acc. Chem. Res. 42, 1161-1171 (2009).</li>
<li>Zelada-Guillén, G. A., Riu, J., Düzgün, A., Rius, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immediate+Detection+of+Living+Bacteria+at+Ultralow+Concentrations+Using+a+Carbon+Nanotube+Based+Potentiometric+Aptasensor%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Immediate Detection of Living Bacteria at Ultralow Concentrations Using a Carbon Nanotube Based Potentiometric Aptasensor.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 7334-7337 (2009).</li>
<li>Zelada-Guillén, G. A., Blondeau, P., Rius, F. X., Riu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Nanotube-Based+Aptasensors+for+the+Rapid+and+Ultrasensitive+Detection+of+Bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Carbon Nanotube-Based Aptasensors for the Rapid and Ultrasensitive Detection of Bacteria.</a> Methods. 63, 233-238 (2013).</li>
<li>Jung, Y., Li, X., Rajan, N. K., Taylor, A. D., Reed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Record+High+Efficiency+Single-Walled+Carbon+Nanotube%2FSilicon+p-n+Junction+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Record High Efficiency Single-Walled Carbon Nanotube/Silicon p-n Junction Solar Cells.</a> Nano Lett. 13, 95-99 (2013).</li>
<li>Escárcega-Bobadilla, M. V., Rodríguez-Pérez, L., Teuma, E., Serp, P., Masdeu-Bultó, A. M., Gómez, M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10562-011-0568-4">Rhodium Complexes Containing Chiral P-Donor Ligands as Catalysts for Asymmetric Hydrogenation in Non Conventional Media.</a> Chem. Soc. Rev. 141, 808-816 (2011).</li>
<li>Miners, S. A., Rance, G. A., Khlobystov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Reactions+Confined+within+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Chemical Reactions Confined within Carbon Nanotubes.</a> Chem. Soc. Rev. 45, 4727-4746 (2016).</li>
<li>Rege, K., Raravikar, N. R., Kim, D. Y., Schadler, L. S., Ajayan, P. M., Dordick, J. S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl034131k">Enzyme-Polymer-Single Walled Carbon Nanotube Composites as Biocatalytic Films.</a> Nano Lett. 3, 829-832 (2003).</li>
<li>Ma, R., Menamparambath, M. M., Nikolaev, P., Baik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+Stretchable+Single-Walled+Carbon+Nanotube-Polymer+Composite+Films+with+Near-Infrared+Fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Transparent Stretchable Single-Walled Carbon Nanotube-Polymer Composite Films with Near-Infrared Fluorescence.</a> Adv. Mater. 25, 2548-2553 (2013).</li>
<li>De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Nanotubes%3A+Present+and+Future+Commercial+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications.</a> Science. 339, 535-539 (2013).</li>
<li>Lehn, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+in+Chemistry+-+Steps+towards+Complex+Matter%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Perspectives in Chemistry - Steps towards Complex Matter.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 2836-2850 (2013).</li>
<li>Mattia, E., Otto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supramolecular+Systems+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Supramolecular Systems Chemistry.</a> Nat. Nanotechnol. 10, 111-119 (2015).</li>
<li>Leh, J. M. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/3527607439">Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives</a>. , VCH Verlagsgesellschaft GmBH. Weinheim, Germany. (1995).</li>
<li>Escárcega-Bobadilla, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanorings+and+Rods+Interconnected+by+Self-Assembly+Mimicking+an+Artificial+Network+of+Neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Nanorings and Rods Interconnected by Self-Assembly Mimicking an Artificial Network of Neurons.</a> Nat. Commun. 4, 2648(2013).</li>
<li>Gegenhuber, T., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma5023378">Noncovalent Grafting of Carbon Nanotubes with Triblock Terpolymers: Toward Patchy 1D Hybrids.</a> Macromolecules. 48, 1767-1776 (2015).</li>
<li>Peng, H., Alemany, L. B., Margrave, J. L., Khabashesku, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sidewall+Carboxylic+Acid+Functionalization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Sidewall Carboxylic Acid Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 15174-15182 (2003).</li>
<li>Furtado, C. A., Kim, U. J., Gutierrez, H. R., Pan, L., Dickey, E. C., Ecklund, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Debundling+and+Dissolution+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Amide+Solvents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Debundling and Dissolution of Single-Walled Carbon Nanotubes in Amide Solvents.</a> J. Am. Chem. Soc. 126, 6095-6105 (2004).</li>
<li>Jeon, J. H., Lim, J. H., Kim, K. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386109006636">Fabrication of Hybrid Nanocomposites with Polystyrene and Multiwalled Carbon Nanotubes with Well-Defined Polystyrene via Multiple Atom Transfer Radical Polymerization.</a> Polymer. 50, 4488-4495 (2009).</li>
<li>Kim, M., Hong, C. K., Choe, S., Shim, S. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.22190/abstract">Synthesis of Polystyrene Brush on Multiwalled Carbon Nanotubes Treated with KMnO4 in the Presence of a Phase-Transfer Catalyst.</a> J. Polym. Sci. Pol. Chem. 45, 4413-4420 (2007).</li>
<li>Oliveira, E. Y. S., Bode, R., Escárcega-Bobadilla, M. V., Zelada-Guillén, G. A., Maier, G. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/nj/c5nj03285g#!divAbstract">Polymer Nanocomposites from Self-Assembled Polystyrene-Grafted Carbon Nanotubes.</a> New J. Chem. 40, 4625-4634 (2016).</li>
<li>Shriver, D. F., Drezdzon, M. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShriver%2C+DF+%22The+Manipulation+of+Air-Sensitive+Compounds%22">The Manipulation of Air-Sensitive Compounds</a>. , John Wiley and Sons. New York, NY, USA. (1986).</li>
<li>Bressy, C., Ngo, V. G., Ziarelli, F., Margaillan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Insights+into+the+Adsorption+of+3-%28Trimethoxysilyl%29-propylmethacrylate+on+Hydroxylated+ZnO+Nanopowders%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">New Insights into the Adsorption of 3-(Trimethoxysilyl)-propylmethacrylate on Hydroxylated ZnO Nanopowders.</a> Langmuir. 28, 3290-3297 (2012).</li>
<li>Wu, X., Qiu, J., Liu, P., Sakai, E., Lei, L. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10965-013-0167-8">Polystyrene Grafted Carbon Black Synthesis via in situ Solution Radical Polymerization in Ionic Liquid.</a> J. Polym. Res. 20, 167(2013).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

이 방법에서는, 성공적인 이식 과정을 보장 하는 중요 한 결과 몇 가지 단계가 있다. 첫째, 복 형 촉매로 중재 산화 반응 (단계 1.1) 최근 분산 된 탄소 나노튜브 (단계 1.1.1.5)와 밖으로 실행 되어야 한다. 분산 프로토콜에서 권장 사항에 따라 unviable 경우, 초음파 팁 sonicator 사용 하 여 동일한 표시 (단계 1.1.1.6)를 사용 하는 경우 도움이 될 수 있습니다. 짧은 MWCNTs를 사용 하 여 또한 분산 문제를 해결에 도움이 될 수 있습니다. 둘째, 진공 여과 시스템의 설정 정화 효율 (1.2.2 단계)에서 결정적 이다. 이러한 의미에서 멤브레인 필터 지원 표면 (단계 1.2.2.5)의 소 결된 유리 영역을 중심으로 발생할 수 있습니다 막 주름 절차는 적절 하 게 준수 하지 않을 경우 (특히, 단계 1.2.2.5-1.2.2.6). 후자 발생, 균질 필터 접착을 얻을 때까지 단계 1.2.2.3 1.2.2.5 반복 합니다. 또는, 젖는 비 막으로 또한 시도 버전 (즉, 따르지 않는 ...

단일 벽 탄소 나노튜브 (SWCNTs),1,2 의 발견부터 과학 사회 첨단의 넓은 범위에서 그들의 뛰어난 전기적, 기계적, 열 속성3 적용 그들의 화학식4 통해 표면 특성 및 비 화학식5 전략을 변조 하 여 응용 프로그램. 이러한 응용 프로그램의 예로 사용 센서, 태양 전지에서6,7 전극 변환기로, 촉매, 합성,10 안티 파울에9 nanoreactors8 이기종 지원 보호 필름, 복합 재료, 채워 주는11 에서12등. 그러나, 표면 특성의 그들의 더 강력한, 아직 산업으로 사용할 수 있는 multiwalled 대응 즉, MWCNTs는 nanoscale에 비-공유 그들의 상호 작용에 방향 제어를 변조 가능성 어려운 남아 있다 지금까지 작업입니다. 13
자기 조립 분자 빌딩 블록의 supramolecular 문제는 나노 스케일에서의 조직 제어에 가장 다재 다능 한 전략 중 하나입니다. 14 , 15 이 점에서 supramolecular 상호 작용 포함 방향, 근거리와 중간 비 공유 등 상호 작용 H-본드, 반 데르 Waals, 쌍 극 자-쌍 극 자, 이온-쌍 극 자 쌍 극 자-유도 쌍 극 자, π-π 스태킹, 양이온 π, 음이온-π, coulombic, 중에서 다른 사람. 16 불행 하 게도, MWCNTs 같은 큰 구조에 대 한 자기 조립에 방향을 자발적인 이며 일반적으로 외부 동기 세력 (예: 템플릿 또는 에너지 분산 시스템)을 필요 합니다. 17 후자의 목표,18 하지만 공유 전략의 사용 새로운 대안을 제공 하는 문제를 해결 하기 위해 추구 하는 맞춤형된 공동 고분자와 나노튜브의 최근 보고서 사용 공유 비 배치는 거의 탐험 남아 있다.
탄소 나노튜브의 화학 수정 수 선택적으로 실시 테르미니 또는 측 벽 같은 다른 기능 그룹을 소개 하. 19 , 20 탄소 nanostructures의 표면 특성에 맞게 가장 유용한 방법 중 하나는 표준 중 합 경로 통해 폴리머 접목입니다. 이러한 접근 방법의 polymerizable 예비 소개를 포함 하는 일반적으로, 또는 nanostructure 표면에 적당 한 모노 머와 그들의 연속 중 합 시작자 그룹 (아크릴, 비닐 등). 21 MWCNTs, 경우 이방성 패션에 그들의 patchiness 제어 측 벽에 폴리머 체인의 화학식 소개는 도전 남아 있다.
여기에 우리가 어떻게 간단한 화학 수정 단계22,23 의 시리즈 그들의 이방성을 홍보 하 고 그들의 표면 patchiness 수정 MWCNTs의 측 벽에 PS 체인 삽입에 적용할 수 있는 표시 됩니다. 자기 집합23 는 nanoscale에. 수정 경로 중 첫 번째 단계 수 있습니다 sidewalls에 깨끗 한 MWCNTs의 선택적 hydroxylation에 따라 한 복 형 촉매로 산화 반응 즉, hydroxylated 대응을 MWCNT 오 중재. 두 번째 단계를 사용 하 여 3-(trimethoxysilyl) 틸 메타 크 릴 산 (TMSPMA) 이전에 생성된 된 수 산 기 그룹 (MWCNT-O-TMSPMA)에 silylated 酸 moieties 소개 하. 이러한 삽입 중 표면 반응 사이트는 제 3 단계 때 렌 폴리머 체인 끝에 (즉, MWCNT-O-PS) 나노튜브의 측 벽에 투입을 따라서 저조한 酸 moieties에서 생산을 제공할 것입니다.

<table><tbody><tr><td>테트라프로필암모늄 브로마이드, 99 % (TPABr)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88104</td><td>자극성, 독성</td></tr><tr><td>과망간산칼륨, 99 % (KMnO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223468</td><td></td></tr><tr><td>아세트산, 99.5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>45726</td><td></td></tr><tr><td>Pristine multiwalled carbon nanotubes, 99 % (MWCNTs)</td><td>Bayer Technology Services</td><td>기증된 샘플</td><td>유해한 먼지. 길이 >1 마이크로미터, 13&ndash; 외경이 16nm입니다. 대체 공급 업체 : Nanocyl, 카탈로그 N. NC7000, 웹 사이트 :</td></tr> <tr><td>http://www.nanocyl.com/ Sodium Chloride, 98 % (NaCl)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td>기술 등급은</td></tr><tr><td>에탄올, 99.8 % (EtOH)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>32221</td><td>기술 등급도 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>메탄올, 99.8 % (MeOH)</td> <td>시그마 알드리치</td><td>322415</td><td>독성이 높습니다. 기술 등급도 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>하이드로퀴논, 99 %</td> <td>시그마 - 알드리치</td><td>H9003</td><td></td></tr><tr><td>톨루엔, 99.8 %</td> <td>시그마 - 알드리치</td><td>244511</td><td>무수</td></tr><tr><td>3- (트리 메 톡시 실릴) 프로필 메타 크릴 레이트, 98 % (TMSPMA)</td> <td>시그마 알드리치</td><td>440159</td><td>공기 민감성, 독성</td></tr><tr><td>아조비시 이소 부티 로니트릴, 99 % (AIBN)</td> <td>시그마 알드리치</td><td>755745</td><td>폭발성</td></tr><tr><td>스티렌, 99 %</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>S4972</td><td>알루미나 겔 분취 컬럼을 사용하여 정제하고 4 °C에 보관; C</td></tr><tr><td>아세톤, 99.5 %</td> <td>시그마 알드리치</td><td>179124</td><td>기술 등급도 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>테트라 하이드로 푸란, 99.9 % (THF)</td> <td>시그마 알드리치</td><td>494461</td><td></td></tr><tr><td>디클로로 메탄, 99.5 %</td> <td>시그마 알드리치</td><td>443484</td><td>고독성</td></tr><tr><td>염산, 37 %</td> <td>시그마 알드리치</td><td>435570</td><td>유해 연기</td></tr></tbody></table>

자기 집합에 있도록 폴리스 티 렌과 이방성 patchiness multiwalled 탄소 나노튜브를 접목

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

나노튜브 표면 특성의 변조를 사용 하는 자유 라 디 칼 중 합 전략을 통해 측 벽에서 폴리스 티 렌 (PS) 체인으로 깨끗 한 multiwalled 탄소 나노튜브 (MWCNTs)를 이식 하는 간단한 프로토콜 설명 및 nanostructures의 자기 조립을 supramolecular 생산. 첫째, 복 형 촉매로 중재 산화 반응을 통해 깨끗 한 나노튜브의 선택적 hydroxylation sidewalls에 피상적으로 분산된 반응 사이트를 만듭니다. 후자의 반응 사이트 이후에 酸 moieties polymerizable 사이트를 만들 silylated 酸 전조를 사용 하 여 함께 수정 됩니다. 그 polymerizable 그룹 추가 중 합 스틸 렌 PS 체인 나노튜브 sidewalls에 투입을 포함 하는 하이브리드 접한 생산을 해결할 수 있습니다. 폴리머-이식, silylated 酸 moieties 소개의 내용과 나노튜브의 hydroxylation 수정 확인 이며 열 분석 (TGA)에 의해 계량. 반응 기능 그룹 수 및 silylated 메타 크 릴 산의 존재는 푸리에 변환 적외선 분광학 (IR FT)에 의해 확인 됩니다. 폴리스 티 렌 투입 탄소 나노튜브 솔루션 tetrahydrofuran (THF) 빽빽한 캐스트 collinearly 자기 조립된 나노튜브 샘플 전송 전자 현미경 (TEM)에 의해 분석을 제공 합니다. 셀프-어셈블리 적당 한 여백을 마찬가지로 비 융합 대응을 포함 하는 유사한 솔루션에서 던 질 때 얻을 하지 않을 수 있습니다. 따라서,이 메서드는 나노튜브 이방성 patchiness sidewalls에는 나노 스케일에서 자발적인 자동 조직으로 결과의 수정 수 있습니다.

TGA 데이터 깨끗 한 나노튜브, hydroxylated 나노튜브, silylated 酸 moieties로 나노튜브 및 폴리스 티 렌 투입 나노튜브 (그림 1)에서 수집 했다. FT-적외선 결과 hydroxylated 나노튜브에서 수집 된와 나노튜브 수정 silylated 酸 moieties (그림 2). 가장 이미지 깨끗 한 나노튜브 및 폴리스 티 렌 투입 나노튜브 (그림 3)에서 수집 되었다. 대량 드랍 스 TGA는 나노튜브의 화학 수정의 stepwise 수익률을 계산 하는 데 사용 됩니다. 22 , 23 , 25 , <su...

프로시저를 연속 화학 수정을 사용 하 여 폴리스 티 렌 투입 multiwalled 탄소 나노튜브의 합성 단계를 선택적으로 sidewalls에 폴리머 체인 소개와 그들의 자기 조립을 통해 이방성 patchiness입니다 제시.

자기 집합에 있도록 폴리스 티 렌과 이방성 Patchiness Multiwalled 탄소 나노튜브를 접목

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

본 절차의 전반적인 목표는 폴리스티렌 사슬을 통해 다중벽 탄소 나노튜브를 그라프팅하는 간단한 전략을 제공하는 것이며, 이는 전분자 자기 조립과 이방성 패치성을 매개합니다. 이 방법은 다중벽 탄소 나노튜브의 표면 특성을 조절하여 열가소성 폴리머 분야에서 동일 물질의 처리 조건을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 그라프팅 전략은 탄소 나노튜브를 폴리스티렌과 같이 산업적으로 중요하지만 다루기 까다로운 폴리머와 상용화시키기 위한 처리 프로토콜의 간단한 대안을 제공합니다.일반적으로, 이 방법은 먼저 순수 탄소 나노튜브의 측벽에 있는 전통적인 하이드록실기를 이용하며, 이어서 OH기에 실릴화된 메타크릴릭 작용기를 결합시키고, 내부 분위기에서 스티렌과 함께 순차적인 자유 라디칼 중합을 진행합니다. 수득률을 확인하기 위해 폴리스티렌 사슬이 그라프트된 나노튜브를 분석합니다. 이 기술의 주요 장점은 탄소 나노튜브의 표면 특성을 조절하는 데 쉽게 적용될 수 있다는 점입니다.결과적으로, 이들의 이방성 자기 조립을 촉진하여 폴리머 매트릭스 내로의 포함을 용이하게 할 수 있습니다. 이 기술은 산업 공정에서 나노구조 탄소 나노트로프의 공급망을 개선할 수 있는 유망한 대안을 제시하며, 이를 통해 폴리머 복합재 내에 전기적 퍼콜레이션 네트워크를 형성함으로써 전자기 차폐 시스템, 기계적 강화 부품 및 전도성 재료 분야에서 매력적인 비용 효율성을 갖춘 직접적인 응용이 가능해집니다. 순수 다중벽 탄소 나노튜브 5 g을 진공 오븐에 넣고 80 °C, 200 mmHg 조건에서 12시간 동안 건조하십시오.건조된 탄소 나노튜브를 100 milliliter 둥근 바닥 플라스크에 붓습니다. 그 후, 99 % dichloromethane 50 milliliters를 플라스크에 넣고 기계적 교반 속도를 60 rpm으로 설정합니다. 이것이 양면 초틸라이트 매개 반응의 유기상(organic phase)이 됩니다.수성상을 준비하려면 0.6g의 tetroaropyl ammonium bromide를 5mL의 증류수에 녹입니다. 여기에 5mL의 아세트산과 0.16M 농도의 과망가니즈산 칼륨 수용액 5mL를 첨가합니다. 이 용액을 유기상이 이미 들어 있는 둥근 바닥 플라스크에 붓고, 실온에서 24시간 동안 약 80rpm으로 격렬하게 교반합니다.해당 시간이 지난 후, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮깁니다. 그런 다음 약 0.25 mL의 36% 진한 염산을 추가하고,

grafting-multiwalled-carbon-nanotubes-with-polystyrene-to-enable-self

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

우리는 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브 (CNTs) 및 조직 nanoscale 표면 텍스처와 폴리머 microstructures 생산을위한 마스터 금형 등 자신의 이용 패턴 microstructures의 제조를위한 방법을 제시. CNT 숲이 크게 자신의 패킹 밀도를 증가 및 3D 형상의 자기 지향성 형성을 가능하게 기판, 위에 용매의 응축에 의해 densified됩니다.

3D 카본 나노튜브 Microstructures의 제조, Densification 및 복제 성형

이 문서에서는 자기 조립 블록 공중 합체 기반 초분자에서 얻은 나노 다공성 템플릿 상에 무전 해 금속 증착을 통해 잘 정돈 니켈 nanofoams의 준비에 대해 설명합니다.

디 블록 공중 합체의 초분자에서 Gyroid 니켈 나노 구조

단일 또는 다수의 세포 외 기질 단백질로부터 나노 섬유 및 나노 구조 복합체를 얻는 방법을 설명한다. 이 방법은 조직 공학 및 생명 공학 응용 프로그램의 다양한 사용을위한 조정 가능한 구성과 아키텍처 무료 서 단백질 계 물질을 생성하는 단백질 표면의 상호 작용을 사용합니다.

ECM 단백질 나노 섬유 및 나노 구조 엔지니어링 사용하여 표면 시작 회의

3 차원 (3D) 미세 복합 빔은 3 차원 다공성 미세 유체 네트워크로 나노 복합 재료의 감독 및 지역화 침투를 통해 제조된다. 이 제조 방법의 유연성은 기능적 3D 강화 나노 복합체 거시적 다양한 제품을 달성하기 위해 서로 다른 열경화성 재료와 nanofillers의 이용을 가능하게한다.

미세 유체 침투를 통해 세 가지 차원 미세 구조 나노 복합 재료의 제조

우리는 다양한 유형의 폴리머 캡슐화 금속 나노 입자를 "호모-"및 "공중 합체"의 긴 사슬로 "중합"하기위한 프로토콜을보고합니다.

폴리스타이렌을 사용하여<em&gt; 블록</em&gt; 폴리 (아크릴산) 및 이들의 단독 중합체는 공중합 용 단량체로 피복 된 금속 나노 입자

구조 조정 가능한 고분자 캡슐화 층을 갖는 탄소 나노튜브의 기능화 및 소각 중성자 산란을 사용한 구조적 특성화 방법이 제시됩니다.

작은 각도 중성자 산란에 의한 열 가역적 블록 공중 합체 및 특성 단일 벽 탄소 나노 튜브의 기능화

여기, 우리가 준비하고 차 구조를 시각화하는 프로토콜을 제시한다 (예를 들면, 섬유, 도넛 형 아키텍처 및 나노 분야) 나선형 폴리 카 보디에서 유래. 두 원자 힘 현미경 (AFM) 및 주사 전자 현미경 (SEM)에 의해 특징 형태는 분자 구조, 농도, 및 원하는 용매에 의존하는 것으로 나타났다.

나선형 폴리 카 보디이 미드 공중 합체 및 이들의 트리아 졸 유도체로부터 획득 자기 조립 모폴로지

수증기 환경에서 저압 주사 전자 현미경은 탄소 나노 튜브 숲에서 나노 크기에서 마이크로 크기로 특징을 가공하는 데 사용됩니다.

저압 주사 전자 현미경을 사용하여 탄소 나노 튜브 숲의 정밀 밀링

발표 nanofibers 양극 산화 알루미늄 필터를 사용 하 여 날조를 집계 하 여 기능성 표면 나노-마이크로 multiscale 구조를 조작 하는 쉬운 방법이 이다.

기능성 표면에 찍힌된 Nanofibers 여 집계 multiscale 구조

결정화 구동 자가 조립체(CDSA)는 좁은 길이 분포의 원통형 나노 구조를 제조하는 고유한 능력을 표시합니다. θ-카프롤락톤의 유기된 고리 개방 중합 및 메틸 메타크릴레이트와 N,N-디메틸아크릴아미드의 후속 사슬 확장이 입증된다. 최대 500nm 길이의 단분산 실린더를 생성하는 살아있는 CDSA 프로토콜이 설명되어 있습니다.

생분해성 블록 공합체의 결정화 구동 자가 조립을 통해 단분산 원통형 나노 입자의 합성

자체 조립된 금속-유기 프레임워크 단층의 합성 및 특성화를 위한 프로토콜은 고분자 접목, 금속-유기 프레임워크(MOF) 결정을 사용하여 제공됩니다. 이 절차는 고분자 접목된 MOF 입자가 주사 전자 현미경 이미징으로 입증된 바와 같이 잘 형성된 독립적인 단층 구조를 생성하여 공기-물 계면에서 자체 조립될 수 있음을 보여줍니다.

Synthesis and Characterization of Self-Assembled Metal-Organic Framework Monolayers Using Polymer-coated Particles(고분자 코팅 입자를 사용한 자체 조립된 금속-유기 프레임워크 단층의 합성 및 특성 분석)

배우세요 다중벽 탄소 나노튜브에 폴리스티렌을 접목하는 화학 합성 방법을 통한 자기 집합 기술입니다. 이 기술은 열가소성 중합체 분야에서 나노튜브의 표면 특성을 개선하고 산업 적용을 위한 새로운 복합 재료 개발에 활용됩니다.

자기 집합에 있도록 폴리스 티 렌과 이방성 Patchiness Multiwalled 탄소 나노튜브를 접목

더 많은 동영상 탐색