Name: Synthese van substraat-gebonden Au Nanowires Via een mechanisme van het actieve oppervlak groei (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: Ontdek een oplossingsgebaseerde methode voor de synthese van substraat-gebonden Au nanodraden via oppervlaktegroei. Deze techniek maakt gebruik van moleculaire liganden en milde reactieomstandigheden voor nanotechnologie.

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

We mijn dankbaarheid uitspreken aan de financiële steun van nationale Natural Science Foundation van China (21703104), Jiangsu wetenschap en technologie (SBK2017041514) Plan Nanjing Tech University (39837131) en SICAM Fellowship van Jiangsu nationale synergetische Innovation Center voor geavanceerde materialen.

Let op: Controleer de veiligheidsinformatiebladen (MSDS) van de chemicaliën voor gedetailleerde instructies voor hantering en opslag. Wees voorzichtig tijdens het verwerken van de nanomaterialen, omdat er mogelijk niet-geïdentificeerde risico's. Gelieve uit te voeren van de experimenten in een zuurkast en passende persoonlijke beschermingsmiddelen dragen.
1. synthese van zaad nanodeeltjes
Opmerking: Om te voorkomen dat defecten veroorzaakt door de voortijdige nucleatie tijdens de synthese van nanoparticle, was de bar van het glaswerk en roer gebruikt in de synthese met koningswater en grondig met water afspoelen.
<ol><li>Synthese van 3-5 nm Au nanodeeltjes<ol>
<li>Bereid een waterstof-tetrachloroaurate (III) (HAuCl4)-oplossing door ontbinding van 10 mg voor HAuCl4∙3H2O in 1 mL van deionization water (DI water) in een flesje van 4 mL. Pipetteer 0.197 mL van de oplossing van de4 HAuCl in een rondbodemkolf van 50 mL.</li>
		<li>19.7 mL DI water Voeg aan de maatkolf om te verdunnen van de oplossing van de4 HAuCl.</li>
		<li>Los 10 mg Natriumcitraat in 1 mL DI water in een ander 4 mL flesje te bereiden van een stamoplossing van de Natriumcitraat 1%. 0.147 mL van de 1% Natriumcitraat oplossing aan de verdunde HAuCl4 oplossing bereid in stap 1.1.2 toevoegen.</li>
		<li>Bereid een 0,1 M natrium natriumboorhydride (NaBH4) oplossing door ontbinding 2.3 mg voor NaBH4 in 0,6 mL DI water.</li>
		<li>Snel injecteren van 0,1 M NaBH4 0,6 mL in het mengsel uit stap 1.1.3 onder krachtig roeren. Controleer voor een onmiddellijke kleurverandering van de oplossing van lichtgeel tot fel oranje.</li>
		<li>Roer het mengsel voor een ander 10 min. wachten voor een geleidelijke kleurverandering van de oplossing tot roodachtig oranje.</li>
		<li>Bevestigen de grootte van de verkregen Au nanodeeltjes met UV-Vis-spectroscopie en scanning elektronen microscopie (SEM).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Synthese van 15 tot 40 nm Au nanodeeltjes<ol>
<li>Voeg 100 mL DI water in een rondbodemkolf van 250 mL. Weeg 10 mg HAuCl4∙3H2O solide en los het op in de rondbodemkolf.</li>
		<li>Voeg een magnetische roer-bar in de kolf en de kolf uit te rusten met een condensator. Roer en verwarm de oplossing bereid in 1.2.1 tot 100 ° C in een oliebad. De oplossing voor 10 min terugvloeiing.</li>
		<li>Weeg 40 mg Natriumcitraat en los het dan op in 4 mL DI water voor te bereiden van een stamoplossing van de Natriumcitraat 1%.</li>
		<li>Te synthetiseren 15 nm Au nanodeeltjes, voeg 3 mL van de 1% Natriumcitraat oplossing uit stap 1.2.3 aan het gekookt mengsel met een injectiespuit. Opmerking: De kleur van de oplossing wordt grijze in 1 min en vervolgens geleidelijk tot rood.<ol>
<li>Om te synthetiseren 40 nm Au nanodeeltjes, injecteren 1,5 mL van de 1% Natriumcitraat oplossing aan de kokende oplossing uit stap 1.2.2 met een spuit. Bewaar deze oplossing totdat deze in rood weergegeven in ongeveer 10 minuten verandert koken. Opmerking: De kleur van de oplossing verandert van transparant naar donkergrijs, vervolgens naar zwart, en tenslotte tot paars in ongeveer 1 minuut.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Blijven van de Terugvloeiing van de reactie-oplossing voor 30 min. koel neer de oplossing op kamertemperatuur op omgevingsomstandigheden.</li>
		<li>Kenmerkend zijn de grootte en de eenvormigheid van de resulterende Au nanodeeltjes met UV-Vis-spectroscopie en SEM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. synthese van Au Nanowires (lengte = ~ 500 nm) (wafers) van silicium (Si) en verschillende ondergronden
<ol><li>De ondergrond voorbereiden zaad adsorptie.<ol>
<li>Snijd de Si wafer in 5 mm ´ 5 mm stukken. Reinig de Si wafer stukken met DI water en ethanol opeenvolgend in het ultrasoonbad, elk voor 15 min.</li>
		<li>De Si-wafer behandelen met 29.6 W van O2 plasma (geopereerd op 220 V) voor 20 min. Opmerking: Het oppervlak van het zegel wordt hydrofiele.</li>
		<li>Bereid een 5 mM 3-aminopropyltriethoxysilaan (APTES) oplossing door ontbinding 11.1 mg APTES aan een mengsel van DI water (5 mL) en ethanol (5 mL) in een flesje van 20 mL.</li>
		<li>Geniet van een stukje Si wafer in de oplossing van de APTES bereid in stap 2.1.3 in een flesje van 20 mL voor 30 min.</li>
		<li>Neem de Si wafer en grondig wassen met ethanol en DI-water.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Adsorb zaad nanodeeltjes op de ondergrond.<ol>
<li>Geniet van het Si-zegel in de 3-5 nm Au zaden oplossing bereid in stap 1.1 voor 2 h.<ol>
<li>Om te groeien Au nanowires uit 15 nm Au zaden, geniet u de Si wafer in de 15 nm Au nanoparticle oplossing voor 2 h.</li>
			<li>Om te groeien Au nanowires van 40 nm Au zaden, geniet u de Si wafer in de 40 nm Au nanoparticle oplossing voor 2 h.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Neem de Si wafer en wassen met 50 mL DI water verwijderen unabsorbed Au nanodeeltjes.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Het substraat gebonden Au nanodraden te groeien.<ol>
<li>Bereid een 1.65 mM 4-mercaptobenzoic zuur (4-MBA) oplossing door ontbinding van 2,5 mg 4-MBA in 10 mL ethanol.</li>
		<li>Bereid een 5.10 mM HAuCl4 oplossing door ontbinding van 20,1 mg HAuCl4∙3H,2O in een mengsel van 5 mL ethanol en 5 mL van DI water.</li>
		<li>Bereiden een zuuroplossing 12.3 mM L-ascorbinezuur door ontbinding van 21,7 mg L-ascorbinezuur in DI 10 mL water.</li>
		<li>Meng 0,5 mL 5.10 mM HAuCl4 oplossing met 0,5 mL van 1.65 mM 4-MBA oplossing in een flesje van 10 mL.</li>
		<li>Geniet van het zaad-geadsorbeerde Si zegel uit stap 2.2.2 in de gemengde oplossing bereid in stap 2.3.4.</li>
		<li>Voeg 0,5 mL 12.3 mM L-ascorbinezuur zure oplossing in de wafer doordrenkte gemengde oplossing. Schud de flacon zacht om gelijkmatig Meng de oplossing.</li>
		<li>Laat het zegel en de oplossing voor 15 min. ongestoord Controleer de luchtbel vorming tijdens het groeiproces, en de kleur te veranderen van het oppervlak van de Si-wafer van glanzend grijs tot roodachtig bruin.</li>
		<li>Neem de Si wafer en spoel het na met ethanol en DI-water. Droog de Si wafer op omgevingsomstandigheden en wachten op het oppervlak van het zegel te wenden tot goud.</li>
		<li>Kenmerkend zijn de morfologie van de Au nanowires met de SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Volg dezelfde procedures, met inbegrip van de schoonmaak processen voor groei van Au nanowires op een glasplaatje, Al2O3, SrTiO3, LaAlO3, indium tin oxide (ITO) en F-doped tin oxide (FTT) substraten.</li>
</ol>3. synthese van Au Nanowires met verschillende liganden
<ol><li>Synthese van Au nanowire bossen met verschillende thiolated liganden: 2-naphthalenethiol (2-NpSH), 4-mercaptophenylacetic zuur (4-MPAA) en 3-mercaptobenzoic zuur (3-MBA).<ol>
<li>Behandel de Si wafer na dezelfde procedures in stappen 2.1-2.2.</li>
		<li>Bereid een 1.65 mM 2-NpSH oplossing door ontbinding 2.6 mg 2-NpSH in 10 mL ethanol.<ol>
<li>Bereid een 1.65 mM 4-MPAA oplossing door ontbinding van 2,8 mg 4-MPAA in 10 mL ethanol.</li>
			<li>Bereid een 1.65 mM 3-MBA-oplossing door het oplossen van 2,5 mg 3-MBA in 10 mL ethanol.</li>
		</ol>
</li>
		<li>De 5.10 mM HAuCl4 oplossing en 12.3 mM L-ascorbinezuur zuuroplossing volgens dezelfde procedure in stappen 2.3.1-2.3.3 voorbereiden.</li>
		<li>In een flesje van 10 mL, meng 0,5 mL van de oplossing van de4 HAuCl met 0,5 mL 2-NpSH oplossing en schud het mengsel om een homogene oplossing.<ol>
<li>In een flesje van 10 mL, meng 0,5 mL van de oplossing van de4 HAuCl met 0,5 mL 4-MPAA oplossing en schud het mengsel om een homogene oplossing.</li>
			<li>In een flesje van 10 mL, meng 0,5 mL van de oplossing van de4 HAuCl met 0,5 mL 3-MBA oplossing en schud het mengsel om een homogene oplossing.</li>
		</ol>
</li>
		<li>12.3 mM L-ascorbinezuur zure oplossing 0,5 mL toevoegen aan de wafer doordrenkte gemengde oplossing. Schud de flacon zacht om een gelijkmatig gemengd oplossing.</li>
		<li>Laat het zegel en de oplossing ongestoord voor 15 min. Let op het oppervlak van de Si-wafer draaien langzaam van glanzend grijs tot roodachtig bruin.</li>
		<li>Nemen de Si wafer met ethanol en DI-water het spoelen en drogen van de Si-wafer op omgevingsomstandigheden totdat het oppervlak van de wafer in goud verandert.</li>
		<li>Bevestig dat de Au nanowires bos structuur met SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Synthese van taps toelopende Au nanowires met gemengde liganden.<ol>
<li>Synthese van verdikte Au nanowires met gemengde liganden van 4-MBA en 3-mercaptopropanoic zuur (3-MPA) (c4-MBA/c3-MPA = 3:1).<ol>
<li>Het zegel van de Si na dezelfde procedures in stappen 2.1-2.2, behalve Verdun de zaad-Oplossing 100 keer behandelen.</li>
			<li>Bereid een 3 mM 4-MBA-oplossing door het oplossen van 4,6 mg 4-MBA in 10 mL ethanol.</li>
			<li>Bereid een 3 mM 3-MPA-oplossing door het oplossen van 3,2 mg 3-MPA in 10 mL ethanol.</li>
			<li>Meng 0,75 mL 3 mM 4-MBA oplossing met 0,25 mL 3 mM 3-MPA-oplossing (in een flesje van 10 mL. Schud voorzichtig om een homogene oplossing.</li>
			<li>De 5.10 mM HAuCl4 oplossing en 12.3 mM L-ascorbinezuur zuuroplossing volgens dezelfde procedure in stappen 2.3.2-2.3.3 voorbereiden.</li>
			<li>Voeg 0,5 mL 5.10 mM HAuCl4 oplossing aan de gemengde oplossing in stap 3.2.1.4 en schud zachtjes om het homogeniseren van de oplossing.</li>
			<li>Geniet van het Si-zegel uit stap 3.2.1.1 in de gemengde oplossing in een flesje van 10 mL. Voeg 0,5 mL 12.3 mM L-ascorbinezuur zure oplossing aan de gemengde oplossing.</li>
			<li>Na 10 min, neem het Si-zegel uit en spoel met ethanol en DI-water.</li>
			<li>Droog het zegel op de omgevingsomstandigheden en bevestigen de structuur door SEM.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Synthetiseren van taps toelopende Au nanowires met gemengde ligand van 4-MBA en 3-MPA (c4-MBA/c3-MPA = 6:4). Volg dezelfde procedures in stap 3.2.1 met 0,6 mL 3 mM 4-MBA oplossing en 0.4 mL 3 mM 3-MPA oplossing in plaats daarvan.</li>
		<li>Synthetiseren van taps toelopende Au nanowires met gemengde liganden van 4-MBA en 3-MPA (c4-MBA/c3-MPA = 1:1). Volg dezelfde procedures in stap 3.2.1 met 0,5 mL 3 mM 4-MBA oplossing en 0,5 mL van 3 mM 3-MPA oplossing in plaats daarvan.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. synthese van complexe nanostructuren Au Nanowire gebaseerde
<ol><li>Synthese van gesegmenteerde Au nanowires met dik-dun-dik-dun segmenten.<ol>
<li>Behandel de Si wafer na dezelfde procedures in stappen 2.1-2.2.</li>
		<li>Bereid een 1.65 mM 4-MBA-oplossing door het oplossen van 2,5 mg 4-MBA in 10 mL ethanol.</li>
		<li>Bereid een 0.0830 mM 4-MBA oplossing door verdunning van de 1.65 mM 4-MBA oplossing 20 keer.</li>
		<li>De HAuCl4 en L-ascorbinezuuroplossing na dezelfde procedures in stappen 2.3.2-2.3.3 voorbereiden.</li>
		<li>Bereid 1,5 mL van oplossing A van de groei door het mengen van 1.65 mM 4-MBA oplossing 0,5 mL, 0,5 mL 5.10 mM HAuCl4 oplossing en 0,5 mL zure oplossing 12.3 mM L-ascorbinezuur (de uiteindelijke concentratie: c4-MBA = 0.550 mM, cHAuCl4 = 1,70 mM cL - ascorbinezuur = 4,10 mM).</li>
		<li>Bereid van 1,5 mL van oplossing B van de groei door het mengen van 0.0830 mM 4-MBA, 0,5 mL 5.10 mM HAuCl4 oplossing, 0,5 mL 12.3 mM L-ascorbinezuur zure oplossing 0,5 mL (de uiteindelijke concentratie: c4-MBA = 0.0280 mM, cHAuCl4 = 1,70 mM, cL-ascorbinezuur zuur = 4,10 mM).</li>
		<li>De Si-wafer in een flesje van 10 mL met groei oplossing B voor ongeveer 1 min. onderdompelen.</li>
		<li>Snel overbrengen van de Si-wafer zonder drogen aan een ander 10 mL flacon met groei oplossing A en laat het groeien gedurende 2 minuten.</li>
		<li>Herhaal stappen 4.1.7-4.1.8 nog een keer.</li>
		<li>Neem de Si wafer en spoelen met 50 mL ethanol en 50 mL DI water.</li>
		<li>Bevestigen van de structuur van de resulterende gesegmenteerde Au nanowires door SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Synthese van de nanoflowers<ol>
<li>Behandel de Si wafer na dezelfde procedures in stappen 2.1-2.2, behalve met een 5 min O2 plasma behandeling.</li>
		<li>Geniet van de Si-wafer in een flesje van 10 mL met een 10000 x verdunde 3-5 nm Au zaden oplossing gedurende 15 minuten.</li>
		<li>Wassen van de Si-wafer uit stap 4.2.2 grondig met DI water te verwijderen unabsorbed Au nanodeeltjes.</li>
		<li>Bereid een oplossing van de groei met 0.550 mM 4-MBA, 1.70 mM HAuCl4en 4,10 mM L--ascorbinezuur, volgens de zelfde procedures in stap 4.1.5.</li>
		<li>Geniet van de wafer in een flesje van 10 mL met de oplossing van de groei voor 30 s.</li>
		<li>Verwijder het zegel van de groei-oplossing en laat een dunne laag van de oplossing (~ 13-15 μl) op de wafer.</li>
		<li>De wafer bij kamertemperatuur snel en föhn.</li>
		<li>Bevestigen van de structuur van de nanoflower door SEM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Yao, S. Z., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ee/c3ee41904e">A Compartment-less Nonenzymatic Glucose-air Fuel Cell with Nitrogen-doped Mesoporous Carbons and Au Nanowires as Catalysts.</a> Energy & Environmental Science. 6, 3600-3604 (2013).</li>
<li>Gu, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Efficient+Synthesis+of+N-Substituted+Isoindolinones+and+Phthalazinones+Using+Pt+Nanowires+as+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Highly Efficient Synthesis of N-Substituted Isoindolinones and Phthalazinones Using Pt Nanowires as Catalysts.</a> Organic Letters. 14, 1876-1879 (2012).</li>
<li>Patolsky, F., et al. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/nanowire-based-nanoelectronic-devices-in-the-life-sciences/2508D730C514DF96A9275030612E9C86">Nanowire-based Nanoelectronic Devices in the Life sciences.</a> MRS Bulletin. 32, 142-149 (2007).</li>
<li>Schwarzacher, W., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-006-3783-x">Templated Electrodeposition of Silver Nanowires in a Nanoporous Polycarbonate Membrane from a Nonaqueous Ionic Liquid Electrolyte.</a> Applied Physics A-Mater. 86, 373-375 (2007).</li>
<li>Song, L. X., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016793170600298X">Template-Electrodeposition Preparation and Structural Properties of CdS Nanowire Arrays.</a> Microelectronic Engineering. 83, 1971-1974 (2006).</li>
<li>Song, J., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz100288z">A New Twist on Nanowire Formation: Screw-Dislocation-Driven Growth of Nanowires and Nanotubes.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 1, 1472-1480 (2010).</li>
<li>Lim, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Modulation+of+Diameter+and+Composition+along+Individual+III-V+Nitride+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Controlled Modulation of Diameter and Composition along Individual III-V Nitride Nanowires.</a> Nano Letters. 13, 331-336 (2012).</li>
<li>Xu, J. M., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp952910m">Electrochemical Fabrication of CdS Nanowire Arrays in Porous Anodic Aluminum Oxide Templates.</a> Journal of Physical Chemistry. 33, 14037-14047 (1996).</li>
<li>Lee, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.200304430/abstract">High-density, Ordered Ultraviolet Light-emitting ZnO Nanowire Arrays.</a> Advanced Materials. 15, 838-841 (2003).</li>
<li>Tang, Y. Q., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl025541w">Electrochemically Induced Sol-Gel Preparation of Single-Crystalline TiO2 Nanowires.</a> Nano Letters. 2, 717-720 (2002).</li>
<li>Yang, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vapor-liquid-solid+Growth+of+Silicon+Nanowires+Using+Organosilane+as+Precursor%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Vapor-liquid-solid Growth of Silicon Nanowires Using Organosilane as Precursor.</a> Chemical Communications. 46, 6105-6107 (2010).</li>
<li>Xia, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+Gold+Nanowires+Can+Be+Obtained+by+Reducing+Polymeric+Strands+of+Oleylamine%E2%88%92AuCl+Complexes+Formed+via+Aurophilic+Interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Ultrathin Gold Nanowires Can Be Obtained by Reducing Polymeric Strands of Oleylamine−AuCl Complexes Formed via Aurophilic Interaction.</a> Journal of the American Chemical Society. 130, 8900-8901 (2008).</li>
<li>Miguel, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Helical+Growth+of+Ultrathin+Gold-Copper+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Helical Growth of Ultrathin Gold-Copper Nanowires.</a> Nano Letters. 16, 1568-1573 (2016).</li>
<li>Sun, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+Au+Nanowires+and+Their+Transport+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Ultrathin Au Nanowires and Their Transport Properties.</a> Journal of the American Chemical Society. 130, 8902-8903 (2008).</li>
<li>Sun, S. H., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp905396r">Growth of Au Nanowires at the Interface of Air/Water.</a> Journal of Physical Chemistry. C. 113, 15196-15200 (2009).</li>
<li>Wu, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+Gold+Architectures+Formed+through+High+Pressure-Driven+Sintering+of+Spherical+Nanoparticle+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Nanostructured Gold Architectures Formed through High Pressure-Driven Sintering of Spherical Nanoparticle Arrays.</a> Journal of the American Chemical Society. 132, 12826-12828 (2010).</li>
<li>Wu, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-Driven+Assembly+of+Spherical+Nanoparticles+and+Formation+of+1D-Nanostructure+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Pressure-Driven Assembly of Spherical Nanoparticles and Formation of 1D-Nanostructure Arrays.</a> Angewandte Chemie International Edition. 7, 8431-8434 (2010).</li>
<li>Li, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-induced+Phase+Transformation+and+Optical+Coupling+of+Silver+Nanoparticle+Superlattices+into+Mechanically+Stable+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Stress-induced Phase Transformation and Optical Coupling of Silver Nanoparticle Superlattices into Mechanically Stable Nanowires.</a> Nature Communications. 5, 4179(2014).</li>
<li>Chen, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forest+of+Gold+Nanowires%3A+A+New+Type+of+Nanocrystal+Growth%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Forest of Gold Nanowires: A New Type of Nanocrystal Growth.</a> ACS Nano. 7, 2733-2740 (2013).</li>
<li>Wang, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploiting+Rayleigh+Instability+in+Creating+Parallel+Au+Nanowires+with+Exotic+Arrangements%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Exploiting Rayleigh Instability in Creating Parallel Au Nanowires with Exotic Arrangements.</a> Small. 12, 930-938 (2016).</li>
<li>Wang, Y. W., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28857468">Effect of Thiolated Ligands in Au Nanowires Synthesis.</a> Small. 13, 1702121(2017).</li>
<li>Gedanken, A., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp037056a">The surface chemistry of Au colloids and their interactions with functional amino acids.</a> Journal of Physical Chemistry B. 108, 4046-4052 (2004).</li>
<li>Xia, Y. N., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.200801439">Shape-Controlled Synthesis of Pd Nanocrystals in Aqueous Solutions.</a> Advanced Functional Materials. 19, 189-200 (2009).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het mechanisme van deze actieve oppervlak groei beheerst nanowire synthese is uitvoerig besproken in vorige werk19. De effecten van zaad formaten en soorten, alsmede het effect van ligand soorten en maten zijn daarnaast ook onderzochte20,21. In het algemeen. de groei van de nanowire is heel anders dan vorige gemelde routes. Geen sjabloon is vereist, en de asymmetrische groei wordt veroorzaakt door de verschillen tussen de ligand-afgetopte ...

Typisch voor een dimensionale nanomaterialen, nanowires bezitten zowel de bulk-gerelateerde eigenschappen en de unieke eigenschappen die afkomstig is van de quantumeffecten van de nanoschaal-structuur. Als een brug tussen de nanoschaal en de schaal stortgoederen, zijn ze algemeen toegepast in verschillende velden van katalyse, sensing en nanoelectronic-apparaten, enz. 1 , 2 , 3.
Echter, de synthese van nanowires is al lang een grote uitdaging, aangezien het vereist meestal het breken van de intrinsieke symmetrie in de kristallen. Traditioneel, wordt een sjabloon gebruikt voor het regelen van de afzetting van materialen. Bijvoorbeeld, is sjabloon-electrodeposition gebruikt voor de vorming van verschillende soorten nanowires zoals Ag nanowires en cd's nanowires4,5,6,7,8,9 ,10. Een andere gemeenschappelijke benadering is damp-vloeistof-deeltjes (VLS) groei, waarbij een gesmolten katalysator voor het opwekken van de anisotrope groei op het substraat op een hoge temperatuur11in dienst. Gemeenschappelijke strategieën voor de synthese van metalen nanowires zijn de polyol methoden voor Ag nanowires en de oleylamine-bijgewoonde uiterst dunne Au nanowires12,13,14,15. Beide benaderingen zijn materiaalspecifieke, en de nanowire parameters zijn niet gemakkelijk afgestemd tijdens de synthese. Metalen nanowires kan daarnaast ook worden gevormd door de druk-gestuurde methode, waar de geassembleerde metalen nanodeeltjes mechanisch zijn gecomprimeerd en gesmolten in nanowires16,17,18.
Onlangs meldden wij een kenmerkende methode met synthese Au nanowires19. Met het helpen van een thiolated klein molecuul ligand, kon de nanowires groeien en vormen een verticaal uitgelijnde matrix op de bulk Si wafer substraat op omgevingsomstandigheden. Bleek dat de liganden een belangrijke rol in de groei van de symmetrie-breken spelen. Het bindt aan het oppervlak van het substraat-geadsorbeerde Au zaden sterk, dwingen de Au te deponeren selectief bij de ligand-deficiënte interface tussen zaden en substraat. De interface tussen de nieuw gedeponeerde Au en het substraat blijft ligand tekort, dus het actieve vlak bestaat gedurende de gehele groei. Door de concentratie van het ligand, het type zaad en concentratie, alsmede verschillende andere parameters tuning, kan een reeks van Au nanowire gebaseerde nanostructuren worden gesynthetiseerd.
In dit werk bieden wij een gedetailleerd protocol voor deze handige Au nanowires synthese. De afgeleide synthese is ook gepresenteerd, waaronder de synthese van Au nanowires met hydrophobic oppervlakte eigendom, Au nanowires op andere substraten, taps toelopende Au nanowires door het mengen van twee liganden en de nanowire gebaseerde Au nanostructuren gevormd door het afstemmen van de groei voorwaarden.

<table><tbody><tr><td>Trisodiumcitraat dihydraat</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: 5008F14U</td><td></td></tr><tr><td>Natriumborohydride</td><td>Fluka</td><td>LoT: STBG0330V</td><td>NaBH4</td></tr><tr><td>Waterstof tetrachloorgouw(III) trihydraat</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: T19C006</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>3-aminopropyltriethoxysilaan</td><td>J&amp;K Scientific</td><td>LoT: LT20Q102</td><td>APTES</td></tr><tr><td>L-ascorbinezuur&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: SLBL9227V</td><td></td></tr><tr><td>4-mercaptobenzoëzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: MKBV5048V</td><td>4-MBA</td></tr><tr><td>2-Naftaleenthiol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>LoT: BCBP4238V</td><td>2-NpSH</td></tr><tr><td>4-Mercaptofenylacetaatzuur</td><td>Alfa Aesar</td><td>LoT: 10199160</td><td>4-MPAA</td></tr><tr><td>3-mercaptobenzoëzuur</td><td>Aladdin</td><td>LoT: G1213027</td><td>3-MBA</td></tr><tr><td>3-Mercaptopropaanzuur</td><td>Aladdin</td><td>LoT: E1618095</td><td>3-MPA</td></tr><tr><td>absoluut ethanol</td><td>Sinopharm chemische reagentia</td><td>20170802</td><td></td></tr><tr><td>Siliciumwafer</td><td>Zhe Jiang lijing</td><td>P</td><td>Si</td></tr><tr><td>Scanning Electron Microscope</td><td>Quanta FEG 250</td><td></td><td>SEM</td></tr><tr><td>Centrifuge&nbsp;</td><td>Eppendorf</td><td>5424</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasoonreiniger&nbsp;</td><td>Kun Shan hechuang</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultrapuur watersysteem</td><td>NanJing qianyan</td><td>UP6682-10-11</td><td>voor gedeïoniseerd water</td></tr><tr><td>Plasmareiniger</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-002</td><td>voor zuurstofplasma</td></tr></tbody></table>

synthese van substraat-gebonden au nanowires via een mechanisme van het actieve oppervlak groei

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Bevorderen van synthetische mogelijkheden is belangrijk voor de ontwikkeling van nanowetenschappen en nanotechnologie. De synthese van nanowires is altijd een uitdaging, aangezien het vereist asymmetrische groei van symmetrische kristallen. Wij rapporteren hier een onderscheidend synthese van substraat-gebonden Au nanowires. Deze sjabloon-vrije synthese maakt gebruik van thiolated liganden en substraat adsorptie aan het bereiken van de continue asymmetrische afzetting van Au in oplossing bij omgevingsomstandigheden. De thiolated ligand voorkomen de afzetting van de Au op het blootgestelde oppervlak van de zaden, dus de depositie Au doet zich alleen voor op het raakvlak tussen de Au-zaden en het substraat. De kant van de nieuwe gedeponeerde Au nanowires is onmiddellijk bedekt met de thiolated ligand, maar blijft de bodem het substraat tegenover ligand-vrij en actief voor de volgende ronde van de depositie van de Au. We zijn het er verder laten zien dat deze Au nanowire groei kan worden opgewekt op verschillende ondergronden, en verschillende thiolated liganden kunnen worden gebruikt voor het regelen van de Oppervlaktechemie van de nanowires. De diameter van de nanowires kan ook worden gecontroleerd met gemengde liganden, waarin een andere "slechte" ligand op de laterale groei kon veranderen. Met het begrip van het mechanisme, kan Au nanowire gebaseerde nanostructuren worden ontworpen en gesynthetiseerd.

De Au nanoparticle zaden, substraat-bound Au nanowires en Au nanowire gebaseerde afgeleide nanostructuren worden gekenmerkt met SEM. Figuur 1 toont de representatieve SEM beelden van de 3-5 nm Au nanodeeltjes, 15 nm Au nanodeeltjes en 40 nm Au nanodeeltjes geadsorbeerde op de Si wafer, bevestiging van hun grootte, adsorptie en distributie. De Au nanowires gegroeid uit de respectieve zaden op het Si wafer substraat worden ook gepresenteerd. De representatieve ...

Wij rapporteren een oplossingsgerichte methode voor het synthetiseren van substraat-gebonden Au nanowires. Door de moleculaire liganden gebruikt tijdens de synthese tuning, kunnen de Au nanowires worden gekweekt uit verschillende ondergronden met verschillende oppervlakte-eigenschappen. Au nanowire gebaseerde nanostructuren kan ook gesynthetiseerd worden door het aanpassen van de parameters van de reactie.

Synthese van substraat-gebonden Au Nanowires Via een mechanisme van het actieve oppervlak groei

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Deze keer introduceer ik het gebruik van voor het genereren van eendimensionale nanostructuren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat je nanodraad kunt traceren, een lange temperatuur onder milde omstandigheden met eenvoudige natte chemie bewerkingen. Los eerst in een vier-milliliter flesje 10 milligram waterstoftetrachloroauraat trihydraat op in één milliliter gedeïoniseerd water.Pipet 0,197 milliliter van deze 2,5 millimolare chloroaurinezuur stockoplossing in een 50-milliliter ronde bodemkolf voorzien van een roerbaar. Voeg 19,7 milliliter gedeïoniseerd water toe aan de kolf en roer om een 0,025-millimolare chloroaurinezuuroplossing te verkrijgen. Los vervolgens in een ander vier-milliliter flesje 10 milligram trinatriumcitraatdihydraat op in één milliliter gedeïoniseerd water.Voeg 0,147 milliliter van deze 0,1 gram per milliliter natriumcitraat stockoplossing toe aan de verdunde chloroaurinezuuroplossing tijdens het roeren. Los vervolgens in een derde vier-milliliter flesje 2,3 milligram natriumborohydried en 0,6 milliliter gedeïoniseerd water op om een 0,1-molare oplossing te verkrijgen die binnen enkele minuten moet worden gebruikt. Zorg ervoor dat het lichtgele reactiemengsel krachtig roert.Pipet snel de natriumborohydriedoplossing in het krachtig roerende mengsel dat onmiddellijk helder oranje zal worden. Roer het mengsel 10 minuten verder om de gouden nanodeeltjes te verkrijgen, zoals aangegeven door een geleidelijke kleurverandering naar roodachtig oranje. De nano deeltjes kunnen maximaal een week worden bewaard.Om gouden nanodraden te synthetiseren, snijd eerst een stuk van vijf-bij-vijf millimeter van een 0,5 millimeter dikke siliciumwafer. Soniceer dit substraat gedurende 15 minuten in gedeïoniseerd water en ethanol achtereenvolgens. Veeg het schone substraat schoon en laat het aan de lucht drogen.Behandel vervolgens het substraat met zuurstofplasma bij 29,6 watt en 220 volt gedurende 20 minuten. Tijdens de plasmabehandeling, los in een 20-milliliter flesje 11,1 milligram APTES op in 10 milliliter van een een-op-een mengsel van gedeïoniseerd water en ethanol om een 5-millimolare oplossing te verkrijgen. Wanneer de plasmabehandeling is voltooid, week het substraat gedurende 30 minuten in de APTES-oplossing.Spoel het substraat vervolgens grondig met ongeveer 20 milliliter elk van ethanol en gedeïoniseerd water achtereenvolgens. Week het substraat twee uur in de gouden nanodeeltjesoplossing om de zaadnanodeeltjes te laten absorberen op het oppervlak. Bereid vervolgens elk 10 milliliter van een 1,65-millimolare oplossing van 4-MBA en ethanol.Voeg 5,10 millimolaren oplossing van chloroaurinezuur toe in een een-op-een mengsel van gedeïoniseerd water en ethanol. Voeg een 12,3 millimolare oplossing van L-ascorbinezuur toe in gedeïoniseerd water. Combineer 0,5 milliliter van de chloroaurinezuuroplossing en de 4-MBA oplossing in een 10-milliliter flesje. Schud het flesje om de oplossingen te mengen.Pak vervolgens het bezaaide substraat op met pincetten en was het met 20 milliliter gedeïoniseerd water om niet-geabsorbeerde gouden nanodeeltjes te verwijderen. Dompel het gezaaide substraat in het mengsel van chloroaurinezuur in 4-MBA. Voeg vervolgens 0,5 milliliter van de ascorbinezuuroplossing toe aan het mengsel.Schud het flesje voorzichtig om de oplossingen gelijkmatig te mengen. Laat het substraat 15 minuten ongestoord in het mengsel weken. Het ascorbinezuur moet worden toegevoegd na het mengen van 4-MBA en chloroaurinezuur, anders zal het onmiddellijk homogene nucleatie veroorzaken en zullen de nanodraden niet groeien.Bewaak de vorming van bubbels tijdens het groeiproces. Het substraatoppervlak zal veranderen van glanzend grijs in roodbruin. Verwijder vervolgens het substraat uit het mengsel en spoel het met ethanol en gedeïoniseerd water.Laat het daarna aan de lucht drogen. Het substraatoppervlak krijgt een gouden uiterlijk tijdens het drogen. Om gouden nanodraden te synthetiseren met afwisselende segmenten van verschillende diktes, zaai je eerst gouden nanodeeltjes op een siliciumsubstraat zoals eerder beschreven.Bereid ook elk 10 milliliter van een 1,65-millimolare 4-MBA oplossing, een 5,10-millimolare chloroaurinezuur oplossing en een 12,3-millimolare ascorbinezuuroplossing zoals eerder beschreven. Verdun vervolgens 0,1 milliliter van de 1,6-millimolare 4-MBA oplossing 20-voudig met ethanol om twee milliliter van een 0,083-millimolare 4-MBA oplossing te maken. Combineer in een 10-milliliter flesje 0,5 milliliter van de 1,65-millimolare oplossing van 4-MBA, de chloroaurinezuuroplossing en de ascorbineoplossing.Vortex de mengsel om groeioplossing A te vormen. Combineer in een andere 10-milliliter flesje 0,5 milliliter van de 0,083-millimolare oplossing van 4-MBA, de chloroaurinezuur en de ascorbineoplossing. Vortex de mengsel om groeioplossing B te verkrijgen. Week het met gouden nanodeeltjes gezaaide substraat en groeioplossing B gedurende ongeveer een minuut. Breng het substraat snel over in de container van groeioplossing A en laat het twee minuten weken.Herhaal de weksequentie eenmaal en zorg ervoor dat het substraat niet droogt terwijl het tussen de flesjes wordt verplaatst. Spoel het substraat ten slotte met 50 milliliter ethanol en 50 milliliter gedeïoniseerd water. Gouden nanodeeltjes met diameters van drie tot vijf nanometer, 15 nanometer en 40 nanometer werden allemaal met succes gezaaid op siliciumwafer substraten.Substraatgebonden gouden nanodraden werden vervolgens uit deze zaden geteeld met 4-MBA als ligand. Gouden nanodraden werden ook met succes geteeld op alumina, strontiumtitanaat

synthesis-substrate-bound-au-nanowires-via-an-active-surface-growth

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Plasmonische pincet en fotonische kristal nanostructuren worden getoond om nuttige verbeteringen te produceren in de efficiëntie en de oriëntatie controle van optisch trapping micro-en nano-deeltjes.

Gebruik van plasmonische en fotonisch kristal nanostructuren voor Enhanced micro-en nanodeeltjes Manipulatie

We gesynthetiseerd stervormige gouden nanostars met behulp van een zilveren zaad gemedieerde groei methode. De diameter van de nanostars varieert van 200 tot 300 nm en het aantal tips variëren van 7 tot 10. De nanodeeltjes hebben een brede oppervlakte plasmon resonance-modus in het midden van het nabij-infrarood.

Goud Nanostar Synthese met een Silver Zaad gemedieerde groei Methode

We rapporteren een eenvoudige methode voor het vervaardigen van een ultrahoge dichtheid reeks van verticaal besteld klein-moleculaire biologische nanodraden. Deze methode maakt het mogelijk voor de synthese van complexe heterostructured hybride nanodraad geometrieën, die goedkoop kunnen worden gekweekt op willekeurige substraten. Deze structuren hebben potentiële toepassingen in organische elektronica, opto-elektronica, chemische sensing, fotovoltaïsche en spintronica.

Ultrahoge dichtheid Array of verticaal uitgelijnd klein-moleculaire biologische Nanodraden inzake willekeurige Substrates

Er wordt een gedetailleerde procedure voor oppervlaktedoping van siliciuminterfaces gegeven. De ultra-shallow oppervlaktedoping wordt gedemonstreerd door het gebruik van fosforhoudende monolagen en een snel verhittingsproces. De methode kan worden gebruikt voor het dopen van oppervlakken met macroscopische gebieden evenals nanostructuren.

Monolaag Contact-doping van siliciumoppervlakken en nanodraden met behulp van organofosforverbindingen

Zilveren nanodraden kunnen tegelijkertijd elektronen en optische informatie vervoeren in de vorm van oppervlakteplasmonen. Hier wordt een procedure beschreven om een dergelijke gedeelde circuit te realiseren en de beperkingen bij het propageren van beide informatiedragers worden geëvalueerd.

Plasmonische transport evalueren in stroomvoerende zilveren nanodraden

De synthese van uniforme goudnanodeeltjes bedekt met halfgeleiderschelpen van CdS of ZnS wordt uitgevoerd. De halfgeleidercoating wordt uitgevoerd door eerst een zilversulfidelaagje af te zetten en de zilverkationen uit te wisselen voor zink- of cadmiumkationen.

Synthese, karakterisering en functionalisering van de hybride AU / CdS en Au / ZnS Core / Shell Nanodeeltjes

Het belangrijkste doel van dit werk is het ophelderen van de rol van de aftopping van de agenten bij het reguleren van de grootte van palladium nanodeeltjes door het combineren van ikn situ kleine hoek x-ray scattering (SAXS) en ligand gebaseerde kinetische modellering.

Ligand-gemedieerde nucleatie en groei van Palladium metalen nanodeeltjes

Deze studie presenteert een haalbare procedure voor het synthetiseren van goud dendritische nanoforests op titaniumnitride/silicium substraten. De dikte van goud dendritische nanoforests stijgt lineair binnen 15 min van een synthese reactie.

Groei van goud dendritische Nanoforests op Titanium Nitride-gecoat silicium substraten

Een betrouwbare en gemakkelijk reproduceerbare methode voor de voorbereiding van functionalizable, nabij-infrarood uitzendende fotoluminescente goudnanoclusters en hun directe detectie in HeLa-cellen door stromingscytometrie en confocale laserscanningmicroscopie wordt beschreven.

Synthese van near-infrared emitting gold nanoclusters voor biologische toepassingen

Een combinatie van oplossings- en oppervlakte-ondersteunde synthese opent nieuwe richtingen in de atomair nauwkeurige synthese van nanostructuren. De aftastentunneling microscopie (STM) die door contactloze atoomkrachtmicroscopie (nc-AFM) wordt aangevuld maakt gedetailleerde karakterisering van nieuw ontworpen en gegenereerde op koolstof gebaseerde nano-voorwerpen mogelijk.

Microscopische visualisatie van poreuze nanografenen gesynthetiseerd door een combinatie van oplossings- en oppervlaktechemie

Hier wordt de synthese van gouden (Au) zaden beschreven met behulp van de Turkevich-methode. Deze zaden worden vervolgens gebruikt om nanodeeltjes van een goudtinlegering (Au-Sn) met afstembare plasmonische eigenschappen te synthetiseren.

Waterige synthese van plasmonische nanodeeltjes van goud-tinlegering

Ontdek een oplossingsgebaseerde methode voor de synthese van substraat-gebonden Au nanodraden via oppervlaktegroei. Deze techniek maakt gebruik van moleculaire liganden en milde reactieomstandigheden voor nanotechnologie.

Synthese van substraat-gebonden Au Nanowires Via een mechanisme van het actieve oppervlak groei

Meer video's verkennen