Dit artikel beschrijft de bereiding van goed geordende nikkel nanofoams via stroomloos metalen neerslaan op nanoporeuze templates verkregen van zelf-geassembleerde diblokcopolymeer gebaseerd supramoleculen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gyroid Nickel nanostructuren van diblokcopolymeer supramoleculen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Nanoporeuze metaalschuimen beschikken over een unieke combinatie van eigenschappen - ze zijn katalytisch actief, thermisch en elektrisch geleidend, en bovendien hebben hoge porositeit, hoge oppervlakte-volume en kracht-gewichtsverhouding. Helaas, een gemeenschappelijke aanpak voor de voorbereiding van metallische nanostructuren te maken van materialen met zeer wanordelijke architectuur, die een negatief effect op hun mechanische eigenschappen zou kunnen hebben. Blokcopolymeren hebben de mogelijkheid om zichzelf assembleren tot nanostructuren besteld en kan worden toegepast als sjablonen voor de bereiding van goed geordende metalen nanofoams. Hier beschrijven we de toepassing van een blok-copolymeer op basis van supramoleculaire complex - polystyreen-block-poly (4-vinylpyridine) (pentadecylfenol) PS-b-P4VP (PDP) - als een voorloper voor goed geordende nikkel nanofoam. De supramoleculaire complexen vertonen een fasegedrag vergelijkbaar met conventionele blokcopolymeren en kunnen zichzelf assembleren tot de bicontinue gyroid morfologie with twee PS netwerken in een P4VP (PDP) matrix. PDP kan worden opgelost in ethanol leidt tot de vorming van een poreuze structuur die kan worden opgevuld met metaal. Met stroomloos plateren techniek, nikkel worden ingebracht in kanalen van de sjabloon. Tenslotte kan het resterende polymeer via pyrolyse van het polymeer / anorganische nanohybride waardoor nanoporeuze nikkel schuim met inverse gyroid morfologie verwijderd.
Inleiding
Er zijn verschillende technieken beschikbaar voor de bereiding van metalen nanofoams: dealloying 1-3, sol-gel benadert 4,5, nanosmelting 6,7, en verbranding synthese 8. In het dealloying proces het uitgangsmateriaal is meestal een binaire legering, bijvoorbeeld een legering van zilver en goud. Hoe minder edelmetaal zilver in dit geval kunnen ofwel chemisch of elektrochemisch resulteert in een ongeordende poreuze gouden schuim met nanogrootte ligamenten worden verwijderd. Bij verbranding synthese, metaal is gemengd met een energieke voorloper die energie vrijkomt tijdens de afbraak en drijft de vorming van metaal nanofoam
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding en karakterisering van PS-b-P4VP (PDP) Complexen met Double Gyroid morfologie
- Weeg polystyreen-blok-poly (4-vinylpyridine) (PS-b-P4VP) en pentadecylfenol (PDP, M r = 304,51 g / mol). Om gyroid morfologie verkrijgen zorgvuldige selectie van de hoeveelheid PDP moet (de gewichtsfractie van P4VP (PDP) blok (f P4VP (PDP)) moet ca. zijn. 0,6 volgens het fasediagram van AB lineaire diblokcopolymeren). Meestal 0,15-0,2 g PS-b-P4VP tot PS-b-P4VP (PDP) films 50-100 urn dik (aangezien de diameter van een petrischaal die in stap 1.3 is 5-6 cm). Bereken de hoeveelheid PDP ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De morfologie van supramoleculaire complexen PS-b-P4VP (PDP) x wordt onderzocht door TEM en SAXS figuren 2a en 2b typische gyroid patronen van een representatief supramoleculaire complex te geven:. Dubbele-golf en de wagen-wiel patronen die bekend zijn om te vertegenwoordigen projecties via (211) en (111) vlak van de gyroid eenheidscel, respectievelijk. De PS blok domeinen wordt helder terwijl de P4VP (PDP) x domeinen blokkeren donker lijken als gevolg van jodium vlekken.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Supramoleculaire complexen worden met succes toegepast voor het vervaardigen van goed geordende metalen nanofoams. In deze werkwijze, de cruciale stap de juiste template verkrijgen, namelijk een sjabloon met gyroid morfologie. In het fasediagram van blokcopolymeren de gyroid gebied is zeer klein en het is nogal moeilijk te richten. Dit betekent dat als conventionele blokcopolymeren worden gebruikt als uitgangsmaterialen de zeer uitgebreide synthese te herhalen totdat het gewenste samenstelling die aanleiding ge.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
Wij erkennen financiële steun van het Zernike Institute for Advanced Materials van de Rijksuniversiteit Groningen.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| PS-b-P4VP, CAS: 26222-40-2 | Polymer Source Inc. | P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP | aantonkelijke informatie wordt gegeven in een aparte tabel |
| PDP | Aldrich | P4402-100G-A | twee keer herkristalliseerd uit petroleumether |
| SnCl2 | Acros Organics | 196981000 | |
| PdCl2 | Aldrich | 76050 | |
| NiSO4•H2O | Sigma-Aldrich | 227676 | |
| Melkzuur | Aldrich | W261106 | |
| Citrazijnzuurtrinatriumzout | Sigma-Aldrich | C3674 | |
| Boraan dimethylaminecomplex | Aldrich | 180238 | |
| PS-b-P4VP catalogusnummer | Mn (PS), g/mol | Mn(P4VP), g/mol | PDI |
| P9009-S4VP | 24000 | 9500 | 1.1 |
| P136-S4VP | 31900 | 13200 | 1.08 |
| P5462-S4VP | 37500 | 16000 | 1.3 |
| P3912-S4VP | 41500 | 17500 | 1.07 |
Referenties
- Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
- Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials. Chem. Mater. 19, 344-34....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
