Name: Multiwalled koolstof Nanotubes met polystyreen om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid enten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: Leer een eenvoudige methode voor het enten van polystyreen op multiwalled carbon nanotubes om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid te bevorderen. Deze techniek verbetert de oppervlakte-eigenschappen voor thermoplastische toepassingen.

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

Wij zouden willen erkennen de FQ-PAIP en DGAPA-PAPIIT programma's van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico (subsidie nummers 5000-9158, 5000-9156, IA205616 en IA205316) en de nationale Raad voor wetenschap en technologie uit Mexico - CONACYT-(verlenen van nummer 251533).

Let op: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik. Verscheidene van de chemicaliën die worden gebruikt in dit protocol zijn acuut toxisch en kankerverwekkend. Koolstof nanobuis derivaten wellicht extra respiratoire gevaren in vergelijking met andere traditionele bulk koolstof allotropen. Het vermoeden bestaat dat de koolstof nanotubes in aërosols longen op een vergelijkbare manier dan asbest beïnvloeden kan, hoewel hun kankerverwekkende eigenschappen hebben niet al volledig opgehelderd tot nu toe. Gebruik alle passende veiligheidspraktijken bij het uitvoeren van de chemische reacties en het product verwerken stappen met inbegrip van het gebruik van zuurkast en persoonlijke beschermingsmiddelen (laboratoriumjas, handschoenen, veiligheidsbril, gesloten schoenen, volledige lengte broek) tijdje geschikt filtering gezichtsmasker ademhalingstoestellen moet worden met name gebruikt wanneer potentiële nanobuis stof kan worden gegenereerd (NIOSH goedgekeurd N95 model of Europese nl 149 gecertificeerd FFP3 versies). Gedeelten van de volgende procedure betrekken standaard inerte atmosfeer behandeling technieken. 24
1. selectieve hydroxylatie van Multiwalled koolstof Nanotubes 22
<ol><li>Tweefase gemedieerde Catalytically oxidatie van MWCNTs
	<ol>
<li>
Voorbereiding van de organische fase
		<ol>
<li>Voeg 2,5 g van ongerepte MWCNTs op een horlogeglas, petrischaal of bekerglas.</li>
			<li>Verplaats de container naar een 80 ° C vacuüm oven en bedek met een geschikt horlogeglas. Zet de vacuümpomp voor de oven en stel het systeem in op ca. 200 mmHg.</li>
			<li>Droog de nanobuisjes in de vacuüm oven voor 12u. Na deze stap, zal het watergehalte in de MWCNTs worden geëlimineerd.</li>
			<li>Giet de gedroogde MWCNTs in een 100 mL ronde onderkant kolf een glazen trechter met kraan en een spatel en verwijder de trechter eenmaal klaar.</li>
			<li>Een magnetische roeren bar kennismaken met de kolf met ronde bodem en voeg ~ 50 mL 99% dichloormethaan in de maatkolf met behulp van een bekerglas. Roer op 60 rpm met behulp van een opzwepende plaat totdat agglomeraat verdwijnen.</li>
			<li>Als agglomeraat in oplossing na roeren gedurende 10 minuten blijven, verplaatsen de kolf in een ultrasoonbad en het systeem voor 5 min. Repeat ultrasoonapparaat inschakelen indien nodig. Deze oplossing zullen de organische fase in de oxidatie reactie fase.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Voorbereiding van de waterige fase
		<ol>
<li>Los in een bekerglas van 25 mL, 0.6 g tetrapropylammonium bromide (TPABr) in 5 mL gedestilleerd water met behulp van een magnetische roeren bar en een opzwepende plaat.</li>
			<li>Los 0.253 g KMnO4 in gedistilleerd water (0.16 M oplossing) in een maatkolf 10 mL, en bewaar deze oplossing in een bekerglas van bij de hand. Deze oplossing zal worden gebruikt in stap 1.1.2.4.</li>
			<li>Neem 5 mL ijsazijn (HOAc) en breng het volume drop-wise tot de TPABr-oplossing. Met behulp van een geijkte pipet en constant roeren in een ijsbad kan nuttig zijn. Opmerking: Het mengsel proces is exotherm, dus de toevoeging moet plaatsvinden langzaam om te voorkomen dat mogelijke verwondingen door geprojecteerde druppels of een overmatige opwarming van de aarde.</li>
			<li>Een hoeveelheid van 5 mL van de 0.16 M KMnO4 waterige oplossing overbrengen in de aangezuurde oplossing van TPABr. Met behulp van een schone afgestudeerd Pipetteer en roeren kunnen nuttig zijn.</li>
			<li>Bewaar de vorige oplossing bedekt met een horlogeglas totdat het nodig is. Deze oplossing zal de waterfase in de oxidatie reactie fase.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Oxidatie reactie
		<ol>
<li>Giet de waterfase in de ronde onderkant kolf waarin de organische fase. Dit mengsel zullen het reactiemengsel tweefase.</li>
			<li>Met behulp van de roeren plaat, de tweefase systeem 80 rpm of meer doorroeren en laat het mengsel onder roeren bij kamertemperatuur gedurende 24 uur. Na deze tijd, de Violette waterfase bochten bleke roze en de nanobuisjes geworden gehydroxyleerde (MWCNT-OH).</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Zuivering van MWCNT-OH
	<ol>
<li>
Vloeistof-vloeistof extractie
		<ol>
<li>Het reactiemengsel tweefase overbrengen in een 150 mL of 200 mL separatory trechter met de afsluiter in de gesloten stand. Een glazen trechter en een spatel gebruiken indien nodig.</li>
			<li>Voeg met behulp van een pipet Beral, een pipet van Pasteur met een rubber lamp aangesloten of een bekerglas, ~ 0,25 mL zuiver geconcentreerd zoutzuur in de trechter van de separatory.</li>
			<li>Gebruik de separatory trechter.<ol>
<li>Sluit de separatory trechter met een Teflon-stop (gebruik geen glas stoppers voor koolstof nanotubes) en doorroeren krachtig voor 5 s in een zuurkast met het schuifraam venster omlaag. Tijdens de agitatie, altijd houden van de stop sterk gekoppeld aan de trechter met één hand en pak de afsluiter met de andere hand.</li>
				<li>Onmiddellijk na de agitatie stap, de trechter ondersteboven en vrijgeven van de opbouw van druk door de afsluiter te openen met de respectieve hand. Opmerking: Zorg ervoor om de richting van de druk aan de achterkant van het voedsel van de rook.</li>
				<li>Herhaal de laatste twee stappen van de agitatie/druk-release in cycli van 3-5.</li>
				<li>Zodra de laatste cyclus is voltooid, onmiddellijk verwijderen van de kurk en laat de trechter geklemd en ongestoord tot fase scheiding blijkt. Na de afscheiding van vloeistof-vloeistof blijft de waterfase boven de organische fase. De MWCNT-OH blijft de organische fase.</li>
			</ol>
</li>
			<li>Als er geen fasescheiding optreedt, voeg 1-5 mL pekel (10-20% NaCl in water, m/v) tot de separatory trechter met behulp van een pipet Beral of een pipet van Pasteur, meng zachtjes en laat het mengsel ongestoord tot fase-separatie zichtbaar. Herhaal totdat het nodig is.</li>
			<li>De organische fase op een 150 mL-bekerglas de afsluiter open te houden totdat de fase grens de afsluiter positie bereikt herstellen. Een 150 mL conische kolf kan als alternatief worden gebruikt om te herstellen van de organische fase; ophalen van nanotubes van dit Containertype is echter meestal moeilijker.</li>
			<li>Bewaar deze herstelde oplossing beschermd met een horlogeglas tot filtratie.</li>
			<li>Werp de waterige fase op de juiste manier.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Instelling van het vacuüm filtratiesysteem
		<ol>
<li>Instellen van de Vacuüm filtratie-systeem de stop zitplaatsen en baseren stevig in de hals van een fles Kitasato geklemd.</li>
			<li>Een 47 mm diameter membraanfilter bij de hand houden en, afhankelijk van de membraan materiaal en aanwijzingen van de fabrikant, eventueel Volg deze stap en de volgende twee degenen (stappen 1.2.2.2 - 1.2.2.4). Een diameter van 100 mm petrischaal met ethanol (EtOH) vullen van 50% van zijn capaciteit voor te bereiden.</li>
			<li>Met een gladde-tip Tang, plaats u de 47 mm diameter membraanfilter op de petrischaal met EtOH. Laat het membraan in EtOH voor 2-5 min. zorg zeker voor het gebruik van een membraan met een poriegrootte 0,45 - 20 µm. porie kleinere zal verstoppen de filtratie, hoewel grotere filteren efficiëntie zal verminderen.</li>
			<li>Verwijder het membraan van de EtOH met behulp van de verlostang smooth-tip.</li>
			<li>Hiermee centreert u de membraan op het gebied van gesinterd glas van het filter ondersteuning oppervlak starten door de rand van het membraan. De optionele bedplassen met EtOH kan deze stap vergemakkelijken.</li>
			<li>Hiermee centreert u de flens van de trechter op de top van de vergadering. Het membraan niet storen. Vergrendelen van de trechter en samen met de lente klem te baseren.</li>
			<li>Sluit het systeem aan de vacuüm bron. Zet het vacuüm niet op totdat het nodig is.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Filtratie van de MWCNT-OH
		<ol>
<li>Giet de opgehaalde organische fase in de trechter van de Vacuüm filtratie geholpen door een roerstaaf. Vacuüm als u wilt filteren van het monster tot droogheid van toepassing.</li>
			<li>Wassen van de vaste stof met 40-50 mL 95% methanol (MeOH) met behulp van een wash-fles. Met behulp van een roerstaaf kan nuttig zijn in deze taak. Herhaal deze procedure minstens 5 keer. Houd het vacuüm op tijdens deze stap.</li>
			<li>Na het wassen, laat u het systeem onder drukvermindering voor 20 min bedekt met een horloge glas te drogen van de vaste stof.</li>
			<li>Om te herstellen van de vaste stof uit het membraan, volg de volgende stappen 1.2.3.5 - 1.2.3.8.</li>
			<li>Zorgvuldig, de lente klem verwijderen en deze vervolgens verticaal verwijdert de trechter zonder verstoring van het membraan en het vaste lichaam.</li>
			<li>Zeer zorgvuldig verwijderen het membraan samen met de vaste stof van het filter ondersteuning oppervlak geholpen door een spatel en de verlostang smooth-tip.</li>
			<li>Het membraan met de stevige overbrengen in een petrischaal van 100 mm diameter of het horlogeglas.</li>
			<li>Geholpen door twee gladde-tip pincet en een spatel, herstellen de vaste stof van het membraan oppervlak totdat alle het product wordt gestort op de petrischaal/horlogeglas.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Drogen en opslag van MWCNT-OH
		<ol>
<li>Dekking van de petrischaal/horlogeglas met een geschikt horloge glas (grotere diameter is vereist). Opmerking: Gebruik geen verzegeling film te vermijden elektrostatisch opladen.</li>
			<li>De petrischaal/horlogeglas integreren in een vacuüm oven verwarmd op 80 ° C. Zet de vacuümpomp van oven en stel het systeem in op ca. 200 mm Hg.</li>
			<li>De solid gedurende 24 uur drogen. Na deze stap, zal het gehalte aan oplosmiddelen in het product worden geëlimineerd. Als het product zal niet onmiddellijk worden gebruikt, slaat u de solid in een exsiccator totdat het nodig is.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. MWCNT-OH enten met polystyreen ketens 22,23
<ol><li>
Wijziging van MWCNT-OH met gesilyleerd methacrylzuur wordt
	<ol>
<li>2.5 g MWCNT-OH en 5 g Hydrochinon giet in een schone 100 mL Schlenk kolf een glazen trechter en een spatel gebruiken, verwijder de trechter en voeren een magnetische roeren bar.</li>
		<li>Stel de kolf Schlenk in terugvloeiing wijze volgens de volgende aanwijzingen:<ol>
<li>Verbind de kolf van het Schlenk met de vacuüm/inert gas spruitstuk systeem met behulp van een geschikte rubber slangen verbonden met de kolf van glas gezamenlijke. Houden van de kolf variëteit gesloten.</li>
			<li>Een geschikte condensor verbinden met het leidingwater systeem met behulp van geschikte rubber buizen, ervoor zorgend om ingesteld het water inkomen via het glas gewricht dichtst bij het mannetje gezamenlijke.</li>
			<li>Smeer het mannelijke gewricht van de condensor met een gelijkmatig toegepaste fijn laag vacuüm vet. Opmerking: De gezamenlijke mag niet overdreven ingevette om verontreiniging van het product te voorkomen.</li>
			<li>De condensor van mannelijke gezamenlijke hechten aan de hals van de kolf van het Schlenk. Sluit de vrouwelijke joint van de condensor met een rubberstop.</li>
			<li>Zorgvuldig, open de kolf aan het vacuüm. Zorg ervoor dat de nanobuisjes niet in de vacuüm lijn tijdens dit proces opgezogen zijn.</li>
			<li>Vul de Schlenk-kolf met N2 gas.</li>
			<li>Herhaal de laatste twee stappen twee meer tijden.</li>
			<li>Houd het systeem onder positieve N2 gas flow.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Geholpen door een schone canule en een geschikte spuit, injecteert langzaam 50 mL droge tolueen door middel van de rubberstop.</li>
		<li>Met behulp van de roeren plaat en een thermisch bad, het mengsel krachtig op 80 rpm of meer doorroeren en laat het mengsel onder roeren gedurende 5-10 minuten bij kamertemperatuur.</li>
		<li>Met behulp van een schone canule en een spuit, injecteert 5 mL van TMSPMA door middel van de rubberstop.</li>
		<li>De temperatuur instellen tot 100 ° C en laat de reactie onder reflux en roeren voor 12u. Na deze tijd zijn gesilyleerd methacrylzuur wordt chemisch paar aan de hydroxylgroepen op de MWCNTs (namelijk MWCNT-O-TMSPMA).</li>
		<li>Zodra de reactie afgelopen is, zorgvuldig verwijderen van de rubberstop, sluit de N2 stroom en wacht totdat de kolf bij kamertemperatuur is.</li>
		<li>Stel een vacuüm filtratiesysteem (stap 1.2.2).</li>
		<li>Filter de solid (stap 1.2.3). Wassen met MeOH in overmaat.</li>
		<li>Droog en bewaar de MWCNT-O-TMSPMA (stap 1.2.4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Polymerisatie van styreen op gewijzigde MWCNTs
	<ol>
<li>Giet 2,5 g van het MWCNT-O-TMSPMA en 75 mg Azobisisobutyronitril (AIBN) in een schone 100 mL Schlenk kolf een glazen trechter en een spatel gebruiken en verwijder de trechter. Let op: AIBN poeder mag niet worden blootgesteld aan warmte of sterk oxiderende agenten, zoals het spontaan kan ontploffen.</li>
		<li>Kennismaken de Schlenk kolf een magnetische roeren bar.</li>
		<li>Zet de kolf Schlenk in terugvloeiing modus (stap 2.1.2).</li>
		<li>Met behulp van een schone canule en een spuit, injecteert 50 mL droge tolueen door middel van de rubberstop.</li>
		<li>Met behulp van de roeren plaat en het thermale bad, het mengsel van 80 rpm of meer doorroeren en laat het mengsel onder roeren gedurende 5-10 minuten bij kamertemperatuur.</li>
		<li>Geholpen door een schone canule en een spuit, spuit 7,5 mL van styreen via de stop.</li>
		<li>De temperatuur instellen tot 70 ° C en laat de reactie onder reflux, roeren en N-2 voor 12 h. Na deze tijd, zijn PS ketens geënt op de nanobuis zijwanden (MWCNT-O-PS).</li>
		<li>Open het systeem aan de lucht, sluit de N2 stroom en de erlenmeyer tot kamertemperatuur afkoelen.</li>
		<li>Stel een vacuüm filtratiesysteem (stap 1.2.2).</li>
		<li>Filtreren en wassen de solid (stap 1.2.3). Het gebruik van aceton in plaats van MeOH tijdens het wassen stap. Wassen van de solid vijfmaal meer met 20 mL THF voor het verwijderen van niet-afhankelijke polystyreen.</li>
		<li>Droog en bewaar de MWCNT-O-PS (stap 1.2.4). Opmerking: De lengte van de keten van de polymeer geënt op de nanobuisjes kan worden afgestemd door het veranderen van de concentratie van styreen in tolueen tijdens de polymerisatie stap; lagere concentraties produceren kortere ketens. De polymerisatie reactietijd kan worden gebruikt voor het aanpassen van de grootte van de keten polymeer; kortere reactietijden verminderen de lengte van de ketens. Zie Naslaginformatie 22 en 23 voor meer informatie.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Bij deze methode zijn er enkele stappen die leiden tot cruciaal voor garanderen een succesvolle praktijk proces. Ten eerste, de tweefase catalytically gemedieerde oxidatie reactie (stap 1.1) moet worden uitgevoerd met onlangs verspreide koolstof nanobuisjes (stap 1.1.1.5). Als dispersie niet haalbaar volgens de aanbevelingen in het protocol resultaten, is het gebruik van een ultrasone tip ultrasoonapparaat zou nuttig zijn als met behulp van de dezelfde vermeldingen (stap 1.1.1.6). Met behulp van kortere MWCNTs kan ook he...

Sinds de ontdekking van enkelwandige koolstof nanobuisjes (SWCNTs),1,2 de wetenschappelijke gemeenschappen hun uitstekende elektrische, mechanische en thermische eigenschappen3 in een brede waaier van geavanceerde hebt toegepast toepassingen door modulerende hun oppervlakte-eigenschappen via covalente4 en de niet-covalente5 strategieën. Voorbeelden van deze toepassingen zijn hun gebruik als omvormers in sensoren,6,7 elektroden in zonnecellen, ondersteunt8 heterogene katalyse,9 nanoreactors in synthese,10 anti-fouling agenten in beschermende films,11 vulstoffen in samengestelde materialen,12enz. Echter is de mogelijkheid om te differentiëren van de oppervlakte-eigenschappen van hun meer robuuste, maar toch industrieel beschikbaar multiwalled tegenhangers namelijk, MWCNTs, waarmee de directionaliteit in hun niet-covalente interacties op nanoschaal, een moeilijk gebleven taak tot nu toe. 13
Supramoleculaire zelf-assemblage van moleculaire bouwstenen is een van de meest veelzijdige strategieën om te controleren de organisatie van materie op nanoschaal. 14 , 15 daarom, supramoleculaire interacties betrekken directionele, korte afstand en mid-range niet-covalente interacties zoals H-bond, Van der Waals, dipool-dipool, ion-dipool, geïnduceerde dipool dipool, π-π stapelen, kation-π, anion-π, coulombic, onder anderen. 16 helaas directionaliteit in zelf-assemblage voor grotere structuren zoals MWCNTs is niet spontane en meestal externe motief troepen (bijvoorbeeld sjablonen of dissipatie energiesystemen) nodig. 17 een recente verslag gebruikt niet-covalente inwikkeling van nanotubes met op maat gemaakte co polymeren voort te zetten van de laatste doel,18 maar het gebruik van covalente strategieën om nieuwe alternatieven bieden om op te lossen dat probleem gebleven nauwelijks onderzocht.
Chemische modificatie van koolstof nanobuisjes kan selectief worden uitgevoerd om verschillende functionele groepen naar het termini of naar de zijwanden van hetzelfde. 19 , 20 is een van de nuttigste benaderingen op maat van de oppervlakte-eigenschappen in koolstof nanostructuren polymeer-enten via standaard polymerisatie routes. Deze benaderingen zijn gewoonlijk de voorlopige invoering van polymerizable of initiatiefnemer groepen (acryl, vinyl, enz.) op het oppervlak van de nanostructuur en hun opeenvolgende polymerisatie met een geschikt monomeer. 21 in het geval van MWCNTs, de covalente invoering van polymeerketens op de zijwanden waarmee hun vlekkerigheid in een anisotrope mode is gebleven een uitdaging.
Hier zullen we laten zien hoe een reeks eenvoudige chemische wijziging stappen22,23 kan worden toegepast om in te voegen PS kettingen op de zijwanden van MWCNTs om te passen hun oppervlakte informatiebrochures en ter bevordering van hun anisotrope zelf-assemblage23 op nanoschaal. Tijdens de route van de wijziging, een eerste stap, zorgt voor de selectieve hydroxylatie van ongerepte MWCNTs op de zijwanden door dat een tweefase catalytically gemedieerde oxidatie reactie om de opbrengst van de gehydroxyleerde tegenhangers namelijk MWCNT-OH. Een tweede stap maakt gebruik van 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylaat (TMSPMA) om gesilyleerd methacrylzuur wordt aan de eerder gemaakte hydroxylgroepen (MWCNT-O-TMSPMA). Deze inserts zal bieden oppervlak reactieve sites tijdens een derde stap, wanneer styreenmonomeer is polymeervorm van de methacrylzuur wordt dus opbrengst polymeerketens geënt op de zijwanden van de nanobuisjes aan het einde (dat wil zeggen MWCNT-O-PS).

<table><tbody><tr><td>Tetrapropylammonium bromide, 99 % (TPABr)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88104</td><td>Iriterend, giftig</td></tr><tr><td>Kaliumpermanganaat, 99 % (KMnO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223468</td><td></td></tr><tr><td>Azijnzuur, 99,5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>45726</td><td></td></tr><tr><td>Prismatische multi-walled carbon nanotubes, 99 % (MWCNT's)</td><td>Bayer Technology Services</td><td>Gedoneerde monster</td><td>Schadelijke stoffen. >1 micrometer in lengte en 13&ndash;16 nm in buitendiameter. Alternatieve leverancier: Nanocyl, Catalogus N. NC7000, website: http://www.nanocyl.com/</td></tr><tr><td>Natriumchloride, 98 % (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td>Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt</td></tr><tr><td>Ethanol, 99,8 % (EtOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32221</td><td>Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt</td></tr><tr><td>Methanol, 99,8 % (MeOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td>Zeer giftig. Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt</td></tr><tr><td>Hydrochinon, 99 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9003</td><td></td></tr><tr><td>Tolueen, 99,8 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244511</td><td>Watervrij</td></tr><tr><td>3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylaat, 98 % (TMSPMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440159</td><td>Luchtgevoelig, giftig</td></tr><tr><td>Azobisisobutyronitril, 99 % (AIBN)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>755745</td><td>Explosief</td></tr><tr><td>Styreen, 99 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4972</td><td>Gezuiverd met behulp van een preparatieve alumina gelkolom en bewaard bij 4 &deg;C</td></tr><tr><td>Aceton, 99,5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>Technische kwaliteit kan ook worden gebruikt</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuraan, 99,9 % (THF)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>494461</td><td></td></tr><tr><td>Dichloormethaan, 99,5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>443484</td><td>Zeer giftig</td></tr><tr><td>Zoutzuur, 37 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>435570</td><td>Schadelijke dampen</td></tr></tbody></table>

multiwalled koolstof nanotubes met polystyreen om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid enten

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

We tonen een eenvoudig protocol om te enten ongerepte multiwalled koolstof nanobuisjes (MWCNTs) met polystyreen (PS) ketens op de zijwanden door middel van een vrije radicalen polymerisatie-strategie om de modulatie van de nanobuis oppervlakte-eigenschappen en Supramoleculaire zelf-assemblage van de nanostructuren produceren. Eerst maakt een selectieve hydroxylering van de ongerepte nanobuisjes door een tweefase catalytically gemedieerde oxidatie reactie oppervlakkig gedistribueerde reactieve sites op de zijwanden. De laatste reactieve sites zijn vervolgens gewijzigd met methacrylzuur wordt met behulp van een voorloper van de methacrylzuur gesilyleerd polymerizable sites te maken. Deze polymerizable groepen kunnen verdere polymerisatie van styreen tot een hybride nanomateriaal met PS ketens geënt op de zijwanden nanobuis adresseren. De polymeer-prothese inhoud, de hoeveelheid gesilyleerd methacrylzuur wordt ingevoerd en de hydroxylatie wijziging van de nanobuisjes zijn geïdentificeerd en gekwantificeerd door Thermogravimetrische analyse (TGA). De aanwezigheid van reactieve functionele groepen hydroxyl en gesilyleerd methacrylaat worden bevestigd door Fourier Transform infraroodspectroscopie (FT-IR). Polystyreen-geënt koolstof nanobuis oplossingen in tetrahydrofuraan (THF) bieden wall-to-wall collinearly zelf geassembleerde nanotubes wanneer gegoten monsters worden geanalyseerd door transmissie-elektronenmicroscopie (TEM). Deze zelf-vergaderingen worden niet verkregen wanneer geschikt blanks zijn ook uitgebracht van analoog oplossingen met niet-geënt tegenhangers. Daarom is deze methode kan de wijziging van de nanobuis anisotrope informatiebrochures op de zijwanden, die tot spontane auto-organisatie op nanoschaal leidt.

TGA gegevens werden verzameld uit ongerepte nanobuisjes, gehydroxyleerde nanobuisjes, nanotubes met gesilyleerd methacrylzuur wordt gewijzigd en polystyreen-geënt nanotubes (Figuur 1). Resultaten FT-IR werden verzameld uit gehydroxyleerde nanotubes en nanotubes bewerkt met gesilyleerd methacrylzuur wordt (Figuur 2). TEM beelden werden verzameld uit ongerepte nanotubes en polystyreen-geënt nanotubes (Figuur 3<...

Een procedure voor de synthese van polystyreen-geënt multiwalled koolstof nanotubes met behulp van opeenvolgende chemische wijziging stappen om selectief kennismaken met de polymeerketens de zijwanden en hun zelf-assemblage via anisotrope vlekkerigheid is gepresenteerd.

Multiwalled koolstof Nanotubes met polystyreen om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid enten

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

Het algemene doel van deze procedure is om een eenvoudige strategie te bieden voor het enten van meervoudige wandige koolstofnanobuisjes met polystyreenketens, wat een pro-moleculaire zelfassemblage en anisotrope patchiness faciliteert. Deze methode kan helpen bij het moduleren van de oppervlakte-eigenschappen van meervoudige wandige koolstofnanobuisjes, om zo verbeterde verwerkingscondities voor deze laatste vast te stellen in het veld van thermoplastische polymeren. De entstrategie biedt een eenvoudig alternatief in verwerkingsprotocollen voor koolstofnanobuisjes om deze compatibel te maken met industrieel relevante, maar uitdagende polymeren, zoals polystyreen.In het algemeen begint de methode met de traditionele hydroxylgroepen op de zijwanden van ongerepte koolstofnanobuizen, gevolgd door de koppeling van gesilyleerde methacrylaatgroepen aan de OH-groepen, en hun opeenvolgende vrije radicaalpolymerisatie met styreen in de binnenatmosfeer. Om het rendement te bepalen, worden nanobuizen gebruikt die zijn gegraft met polystyreenketens. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze eenvoudig kan worden toegepast om de oppervlaktieigenschappen van koolstofnanobuizen aan

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

We presenteren methoden voor de productie van een patroon microstructuren van verticaal uitgelijnde koolstof nanobuisjes (CNTs), en hun gebruik als master mallen voor de productie van polymeer microstructuren met georganiseerde nanoschaal oppervlaktestructuur. De CNT bossen verdicht door condensatie van oplosmiddel op het substraat, die aanzienlijk verhoogt de pakkingsdichtheid en maakt zelfsturend vorming van 3D-vormen.

Fabrication, verdichting, en Replica Molding van 3D Carbon Nanotube Microstructuren

Dit artikel beschrijft de bereiding van goed geordende nikkel nanofoams via stroomloos metalen neerslaan op nanoporeuze templates verkregen van zelf-geassembleerde diblokcopolymeer gebaseerd supramoleculen.

Gyroid Nickel nanostructuren van diblokcopolymeer supramoleculen

Werkwijze voor nanovezels en complexe nanostructuren verkrijgen uit een of meerdere extracellulaire matrixeiwitten beschreven. Deze methode maakt gebruik van proteïne-oppervlak interacties vrijstaande eiwit gebaseerde materialen maken met instelbare samenstelling en architectuur voor gebruik in een verscheidenheid van tissue engineering en biotechnologische toepassingen.

ECM Eiwit nanovezels en nanostructuren Engineered behulp-Surface geïnitieerde Vergadering

Driedimensionale (3D) microstructured samengestelde liggers zijn gefabriceerd door middel van de gerichte en lokale infiltratie van nanocomposieten in 3D poreuze microfluïdische netwerken. De flexibiliteit van deze produktiemethode maakt het gebruik van verschillende thermohardende materialen en vulstof teneinde verschillende functionele 3D versterkte nanocomposiet macroscopische producten te verbeteren.

Productie van drie-dimensionaal Microgestructureerde Nanocomposieten door Microfluidic Infiltratie

We rapporteren protocollen voor het “polymeriseren” van verschillende soorten polymeer-ingekapselde metaal-nanodeeltjes tot lange ketens van “homo-“ en “co-polymeren”.

Met behulp van polystyreen<em&gt; Block</em&gt; Poly (acrylzuur) -gecoate Metal Nanodeeltjes als monomeren voor hun homo- en co-polymerisatie

Een methode voor de functionele bewerking van koolstofnanobuisjes met structureel aanpasbare polymere inkapselinglagen en structurele karakterisering met behulp van kleinhoekige neutronenscattering wordt gepresenteerd.

Functionalisering van Enkelwandige koolstof nanobuisjes met Thermo-omkeerbare Block copolymeren en karakterisering door Small-angle Neutron Scattering

Hier presenteren we een protocol voor te bereiden en te visualiseren secundaire structuren (bijvoorbeeld vezels, toroïdale architecturen en nano- bolletjes) verkregen uit schroeflijnvormige polycarbodiimides. De morfologie gekenmerkt door zowel atomaire kracht microscopie (AFM) en scanning elektronenmicroscopie (SEM) bleek afhankelijk moleculaire structuur, de concentratie en het oplosmiddel van keuze.

Zelf monteren van morfologieën Verkregen uit rechte polycarbodiimide copolymeren en hun triazoolderivaten

Scanning elektronenmicroscopie met lage druk in een waterdampomgeving wordt gebruikt om nanoschaal- tot microschaalfuncties in koolstofnanobuisbossen te vervaardigen.

Precisie Frezen van koolstof nanobuis Bossen Met behulp van Low Pressure Scanning Electron Microscopy

Gepresenteerd is een eenvoudige methode om het fabriceren van nano-micro multiscale structuren, voor functionele oppervlakken, door samenvoeging van nanofibers die zijn vervaardigd met behulp van een filter anodic aluminium oxide.

Multiscale structuren samengevoegd door ingeprinte Nanofibers voor functionele oppervlakken

Kristallisatie-gedreven zelf-assemblage (CDSA) toont de unieke capaciteit om cilindrische nanostructures van smalle lengte distributies te fabriceren. De organocatalyzed ring-opening polymerisatie van Epsilon-caprolacton en de daaropvolgende keten uitbreidingen van methyl methylmethacrylaat en n, n-dimethyl acrylamide worden aangetoond. Een levende CDSA protocol dat produceert monodispers cilinders tot 500 nm in lengte is geschetst.

Synthese van monodispers cilindrische nanodeeltjes via kristallisatie-gedreven zelf-assemblage van biologisch afbreekbaar blok copolymeren

Een protocol voor de synthese en karakterisering van zelfgeassembleerde metaal-organische raamwerkmonolagen wordt geleverd met behulp van polymeergeënte, metaal-organische raamwerk (MOF) kristallen. De procedure toont aan dat polymeer-geënte MOF-deeltjes zichzelf kunnen assembleren op een lucht-watergrensvlak, wat resulteert in goed gevormde, vrijstaande monolaagstructuren, zoals blijkt uit scanning-elektronenmicroscopiebeeldvorming.

Synthese en karakterisering van zelf-geassembleerde metaal-organische raamwerk monolagen met behulp van polymeer-gecoate deeltjes

Leer een eenvoudige methode voor het enten van polystyreen op multiwalled carbon nanotubes om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid te bevorderen. Deze techniek verbetert de oppervlakte-eigenschappen voor thermoplastische toepassingen.

Multiwalled koolstof Nanotubes met polystyreen om zelf-assemblage en anisotrope vlekkerigheid enten

Meer video's verkennen