Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Przygotowanie nanoarkuszy węglowych w temperaturze pokojowej

11.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/53505

⸱

8 marca 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Materials, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 2Colloid Chemistry Department, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces

W tym artykule

Podsumowanie

Prezentujemy syntezę amfifilowego heksaynu i jego zastosowanie w przygotowaniu nanoarkuszy węglowych na granicy powietrza i wody z samoorganizującej się monowarstwy tych reaktywnych, bogatych w węgiel prekursorów molekularnych.

Streszczenie

Amfifilowe cząsteczki wyposażone w reaktywny, bogaty w węgiel segment "oligoyne" składający się ze sprzężonych potrójnych wiązań węgiel-węgiel, samoorganizują się w określone agregaty w środowisku wodnym i na granicy faz powietrze-woda. W stanie zagregowanym oligoyny mogą być następnie karbonizowane w łagodnych warunkach, przy zachowaniu morfologii i wbudowanej funkcjonalizacji chemicznej. To nowatorskie podejście zapewnia bezpośredni dostęp do funkcjonalizowanych nanomateriałów węglowych. W tym artykule przedstawiamy podejście syntetyczne, które pozwala nam przygotować amfifile karboksylanu heksayny jako bogate w węgiel rodzeństwo typowych estrów kwasów tłuszczowych poprzez szereg powtarzających się reakcji bromacji i sprzęgania krzyżowego typu Negishiego. Otrzymane związki są zaprojektowane do samoorganizacji w monowarstwy na granicy faz powietrze-woda, a my pokazujemy, jak można to osiągnąć w korycie Langmuira. W ten sposób kompresja cząsteczek na granicy faz powietrze-woda wyzwala tworzenie filmu i prowadzi do gęsto upakowanej warstwy cząsteczek. Całkowita karbonizacja folii na granicy faz powietrze-woda jest następnie realizowana poprzez sieciowanie warstwy heksayny w temperaturze pokojowej, przy użyciu promieniowania UV jako łagodnego bodźca zewnętrznego. Zmiany w warstwie podczas tego procesu można monitorować za pomocą spektroskopii refleksyjno-absorpcyjnej w podczerwieni i mikroskopii kątowej Brewstera. Co więcej, przeniesienie zwęglonych warstw na podłoża stałe techniką Langmuira-Blodgetta pozwoliło nam udowodnić, że były to nanoarkusze węglowe o wymiarach bocznych rzędu centymetrów.

Wprowadzenie

Dwuwymiarowe nanostruktury węglowe przyciągają znaczną uwagę ze względu na zgłaszane wyjątkowe właściwości elektryczne, termiczne i mechaniczne1-5. Oczekuje się, że materiały te przyczynią się do dalszego postępu technicznego w dziedzinie kompozytów polimerowych6, urządzeń do magazynowania energii7 i elektroniki molekularnej8-10. Pomimo intensywnych prac badawczych w ostatnich latach, dostęp do większych ilości dobrze zdefiniowanych nanomateriałów węglowych jest jednak nadal ograniczony, co utrudnia ich wdrożenie na szeroką skalę w zastosowaniach technologicznych11,12.

Nanomateriały węglowe są dostępne zarówno metodą odgórną, jak i oddolną. Typowe podejścia, takie jak techniki złuszczania13 lub procesy wysokoenergetyczne na powierzchniach14-16, oferują możliwość uzyskania materiałów o wysokim stopniu doskonałości strukturalnej i bardzo dobrej wydajności. Izolacja i oczyszczanie produktów pozostaje jednak wyzwaniem, a produkcja na dużą skalę zdefiniowanych materiałów nanostrukturalnych jest trudna12. Z drugiej strony można zastosować podejścia oddolne, które opierają się na wykorzystaniu prekursorów molekularnych, ich ułożeniu w określone struktury, a następnie karbonizacji, która daje nanostruktury węglowe17-23. W tym przypadku same prekursory są bardziej złożone, a ich przygotowanie często wymaga wielu etapów syntetycznych. Podejścia te mogą zapewnić wysoki stopień kontroli nad właściwościami chemicznymi i fizycznymi otrzymanych materiałów i mogą zapewnić bezpośredni dostęp do materiałów dostosowanych do ich potrzeb. Jednak konwersja prekursorów w nanomateriały węglowe odbywa się zwykle w temperaturach powyżej 800 °C, co prowadzi do utraty wbudowanej funkcjonalizacji chemicznej24-27.

Wyżej wymienione ograniczenia zostały rozwiązane w naszej grupie poprzez zastosowanie wysoce reaktywnych oligoyn, które mogą być przekształcane w nanomateriały węglowe w temperaturze pokojowej28,29. W szczególności amfifile składające się z hydrofilowej grupy głównej i segmentu heksaynowego są dostępne dzięki sekwencji reakcji sprzęgania krzyżowego Negishiego za pośrednictwem bromowania i palladu30,31. Konwersja tych cząsteczek prekursorowych w strukturę docelową zachodzi w temperaturze pokojowej lub poniżej niej po naświetlaniu światłem UV. Wysoka reaktywność amfifilów oligoynowych umożliwia stosowanie miękkich matryc, takich jak granica faz powietrze-woda lub granica faz płyn-płyn. W poprzednich badaniach z powodzeniem przygotowano pęcherzyki z roztworów amfifilów glikozydów heksaynowych28. Sieciowanie tych pęcherzyków osiągnięto w łagodnych warunkach poprzez naświetlanie próbek promieniowaniem UV. Co więcej, niedawno przygotowaliśmy samodzielnie składające się monowarstwy z heksaynów z grupą głowicy karboksylanu metylu i hydrofobowym ogonem alkilowym na granicy faz powietrze-woda w korycie Langmuira. Gęsto upakowane prekursory molekularne zostały następnie bezpośrednio przekształcone w samonośne nanoarkusze węglowe w temperaturze pokojowej za pomocą promieniowania UV. W ramach pokrewnych podejść zdefiniowane prekursory molekularne zostały ostatnio wykorzystane do przygotowania dwuwymiarowo rozciągniętych nanoarkuszy na granicy faz powietrze-woda32-38.

Celem tej pracy jest przedstawienie zwięzłego, praktycznego przeglądu ogólnych etapów syntezy i produkcji, które pozwalają na przygotowanie nanoarkuszy węglowych z amfifilów heksamenowych. Nacisk kładziony jest na podejście eksperymentalne i pytania przygotowawcze.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Uwaga: Upewnij się, że zapoznałeś się z odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznych (MSDS) przed użyciem jakichkolwiek związków chemicznych. Niektóre substancje chemiczne stosowane w tych syntezach są bardzo toksyczne i rakotwórcze. Przygotowane nanomateriały mogą wiązać się z dodatkowymi zagrożeniami w porównaniu z ich masowymi odpowiednikami. Konieczne jest stosowanie wszystkich odpowiednich praktyk bezpieczeństwa podczas wykonywania reakcji (dygestoria) i środków ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawice, fartuch laboratoryjny, długie spodnie, buty z zakrytymi palcami). O ile nie zaznaczono inaczej, poniższe procedury obejmują standardowe techniki Schlenka39.

1. Przygotowanie prekursora molekularnego29,31

  1. Synteza 10(trimetylosililo)deka-5,7,9-triynoinianu 4-tritylofenylo (1)
    Uwaga: Związki wymagane do opisanych dalej etapów syntezy można łatwo przygotować zgodnie z procedurami opublikowanymi w literaturze29,31. Chromatografię cienkowarstwową (TLC) oraz chromatografię kolumnową przeprowadza się zgodnie ze standardowymi procedurami laboratoryjnymi39,40.
    1. Rozpuścić 1,4-bistrimethylsilylbutadien (7,82 g, 40,3 mmol) w suchym tetrahydrofuranie (THF, 50 ml) w atmosferze obojętnej w probówce Schlenka wyposażonej w przegrodę. Wymieszać mieszaninę i schłodzić ją do temperatury 0 °C przez zanurzenie kolby w łaźni lodowej.
    2. Powoli dodawać kompleks bromku metylolitowo-litowego (17,9 ml, 2,2 M w Et2O, 39,3 mmol) do tego roztworu za pomocą strzykawki. Wyjmij kąpiel chłodzącą i pozwól mieszaninie nagrzać się do temperatury pokojowej i pozostaw mieszając na 30 minut.
    3. Zanurzyć probówkę Schlenka w łaźni lodowej i schłodzić roztwór do temperatury 0 °C. Powoli dodawać roztwór chlorku (57,5 ml, 0,7 M w THF, 40,24 mmol) do mieszanego roztworu. Usuń kąpiel chłodzącą, pozwól roztworowi ogrzać się do temperatury pokojowej i mieszaj mieszaninę przez dodatkowe 30 minut.
    4. W kolbie Schlenka rozproszyć katalizator palladowy PdCl2(dppf) DCM (1,60 g, 1,96 mmol) w suchym toluenie (300 ml) w atmosferze obojętnej i dodać 6-bromohex-5-ynoinian 4-tritylofenylu (10,0 g, 19,63 mmol). Schłodzić tę mieszaninę do temperatury 0 °C przez zanurzenie kolby Schlenka w łaźni lodowej.
    5. Przenieść roztwór z probówki Schlenka zawierającej acetylek do kolby Schlenka zawierającej pochodną bromoacetylenu i katalizator palladowy za pomocą kaniuli transferowej. Pozostawić mieszaninę do wymieszania i monitorować reakcję za pomocą TLC39. Uznać reakcję za zakończoną po TLC (DCM / n-heptan 2:1; barwienie roztworem p-aldehyduanżylowego 39) wskazuje, że pochodna bromoacetylenu (Rf: 0,64) jest spożywana (po około 16 godzinach).
    6. Rozcieńczyć mieszaninę reakcyjną eterem dietylowym (Et2O) (300 ml) i przenieść do rozdzielacza. Przemyć fazę organiczną trzykrotnie nasyconym roztworem chlorku amonu (300 ml) i raz nasyconym roztworem chlorku sodu (300 ml).
    7. Przenieść fazę organiczną z rozdzielacza do kolby Erlenmeyera i wysuszyć fazę organiczną na siarczanie sodu (100 g). Usunąć siarczan sodu przez filtrację i skoncentrować fazę organiczną w próżni.
    8. Oczyścić produkt surowy metodą chromatografiikolumnowej 40 (żel krzemionkowy; dichlorometan/n-heptan 1:1) w celu otrzymania pożądanego produktu 1 (Rf: 0,33; 7,7 g, 71%) w postaci jasnobrązowej substancji stałej. Sprawdzić czystość (1) za pomocą 1H i 13C{1H} spektroskopii NMR29.
  2. Synteza oktakozy 4-tritylofenylu-5,7,9,11,13,15-heksaynoinianu (2)
    Uwaga: Syntezę oktakozy 4-tritylofenylooktakozy-5,7,9,11,13,15-heksaynoinianu 2 przeprowadza się w dwóch etapach, zaczynając od 10(trimetylosililo)deka-5,7,9-triynianu 4-tritylofenylu ze względu na obserwowaną niską stabilność pośredniego bromku triyny41.
    1. Rozpuścić 10-(trimetylosililo)deka-5,7,9-triynoinian 4-tritylofenylu 1 (2,00 g, 3,63 mmol) w suchym dichlorometanie (DCM, 15 ml) w atmosferze obojętnej w 100 ml kolbie Schlenka wyposażonej w przegrodę. Po rozpuszczeniu związku dodać suchy acetonitryl (MeCN, 15 ml).
    2. Osłonić kolbę Schlenka przed światłem folią aluminiową i dodać N-bromosuccinimid (679 mg, 3,81 mmol) oraz fluorek srebra (484 mg, 3,81 mmol). Mieszaj powstałą mieszaninę przez 8 godzin w temperaturze pokojowej i monitoruj postęp reakcji za pomocą TLC. Uznać reakcję za zakończoną po TLC (DCM/n-heptan 1:1; wykrycie roztworem p-aldehydu39 jako środkiem barwiącym) wskazuje, że materiał wyjściowy (1) (Rf: 0,33) jest zużyty (po około 3 godzinach).
    3. Rozcieńczyć mieszaninę reakcyjną DCM (30 ml) i przenieść ją do rozdzielacza rozdzielającego. Przemyć fazę organiczną sześciokrotnie 1 M wodnym roztworem chlorowodoru (60 ml) i raz nasyconym wodnym roztworem chlorku sodu (60 ml).
    4. Przenieść fazę organiczną z rozdzielacza do kolby Erlenmeyera i wysuszyć fazę organiczną na siarczanie sodu (50 g). Przefiltrować fazę organiczną i zagęścić filtrat w próżni do około 10 ml, dokładnie osłaniając go przed światłem.
    5. Dodać suchy toluen (20 ml) i ponownie zagęścić mieszaninę w próżni do objętości około 5 ml.
    6. Rozpuścić 1-trimetylosililoktadeka-1,3,5-triyn (2,28 g, 7,26 mmol) w suchym THF (20 ml) w atmosferze obojętnej w 100 ml probówce Schlenka wyposażonej w gumową przegrodę. Schłodzić roztwór do temperatury 0 °C przez zanurzenie rurki Schlenka w łaźni lodowej.
    7. Powoli dodawać kompleks bromku metylolitowo-litowego (3,22 ml, 2,2 M w Et2O, 7,08 mmol) i utrzymywać temperaturę mieszaniny na poziomie 0 °C przez 45 minut.
    8. Do tej mieszaniny powoli dodawać roztwór chlorku (10,37 ml, 0,7 M w THF, 7,26 mmol). Po zakończeniu dodawania mieszaj powstałą mieszaninę przez dodatkowe 45 minut.
    9. Równolegle rozproszyć katalizator palladowy PdCl2(dppf) DCM (296 mg, 0,36 mmol) w suchym toluenie (100 ml) w atmosferze obojętnej w 500 ml kolbie Schlenka wyposażonej w gumową przegrodę. Schłodzić mieszaninę do temperatury 0 °C przez zanurzenie kolby w łaźni lodowej.
    10. Powoli dodawać lit n-butylowy (0,29 ml, 2,5 M w n-heksanie, 0,73 mmol) do dyspersji katalizatora palladowego w suchym toluenie. Po całkowitym dodaniu usunąć łaźnię lodową, mieszać mieszaninę przez 10 minut w temperaturze pokojowej, a następnie schłodzić ją do temperatury 0 °C.
    11. Dodać stężony roztwór toluenu zawierający 4-tritylofenylo 10-bromodeka-5,7,9-triynian (10 ml, 3,63 mmol) przez strzykawkę jednocześnie z roztworem acetylku (patrz wyżej), który jest dodawany przez kaniulę transferową z probówki Schlenka. Osłonić kolbę mieszaniną reakcyjną przed światłem folią aluminiową.
    12. Monitorować postęp reakcji za pomocą TLC (DCM/n-heptan 1:1; detekcja z roztworem aldehydu p-aniowego 39 jako czynnikiem barwiącym). Po całkowitym spożyciu triynianu 4-tritylofenylo-10-bromodeka-5,7,9 (Rf: 0,34; po około 48 godzinach) rozcieńczyć mieszaninę za pomocą Et2O (100 ml) i przenieść ją do rozdzielacza. Przemyć fazę organiczną trzykrotnie nasyconym wodnym roztworem chlorku amonu (200 ml) i raz nasyconym wodnym roztworem chlorku sodu (200 ml).
    13. Przenieść fazę organiczną do kolby Erlenmeyera i wysuszyć ją na siarczanie sodu (80 g). Przefiltrować fazę organiczną i zagęścić filtrat w próżni.
    14. Oczyszczać produkt surowy metodą chromatografiikolumnowej 40 (żel krzemionkowy; DCM/n-heptan 1:1) w celu wyizolowania oktakozy 4-tritylofenylo-5,7,9,11,13,15-heksaynianu (2) (Rf: 0,43; 0,60 g, 23%) w postaci brązowego ciała stałego. Sprawdzić czystość (2) za pomocą spektroskopii 1H i 13C{1H} NMR29.
  3. Synteza oktakozy metylu-5,7,9,11,13,15-heksaynianu metylu (3)
    1. Rozpuścić oktakozę 4-tritylofenylu-5,7,9,11,13,15-heksaynoinian (2) (208 mg, 0,289 mmol) w DCM (15 ml) w atmosferze obojętnej w kolbie Schlenka o pojemności 100 ml i dodać metanol (10 ml).
    2. Osłoić kolbę przed światłem folią aluminiową i dodać metanolan sodu (31 mg, 0,578 mmol).
    3. Mieszaj powstałą mieszaninę przez 30 minut w temperaturze pokojowej. Następnie rozcieńczyć DCM (15 ml), przenieść do rozdzielacza rozdzielającego, przemyć raz 1 M wodnym roztworem chlorowodoru (30 ml) i raz nasyconym wodnym roztworem chlorku sodu (30 ml).
    4. Przenieść fazę organiczną do kolby Erlenmeyera i wysuszyć ją na siarczanie sodu (30 g). Przefiltrować fazę organiczną i zagęścić filtrat w próżni.
    5. Oczyszczać produkt surowy metodą chromatografiikolumnowej 40 (żel krzemionkowy; DCM/n-pentan 1:1) w celu wyizolowania oktakozy metylu-5,7,9,11,13,15-heksaynianu (3) (Rf: 0,62) w postaci żółtego roztworu. Produkt tej reakcji należy przechowywać w postaci rozcieńczonego roztworu DCM (10 ml) w celu zminimalizowania rozkładu.
    6. Przenieść około 3 ml roztworu podstawowego do kolby okrągłodennej z brązowego szkła i dodaćCDCl 3 (5 ml). Stężyć roztwór do około 1 ml w próżni, dodać CDCl3 (5 ml) i zagęścić roztwór do około 1 ml w próżni. Wykonać spektroskopię 1 H i 13C{1H} NMR z tym roztworem, aby sprawdzić czystość (3)29.
  4. Liofilizacja estru metylowego i przygotowanie roztworu podstawowego
    1. Przygotować roztwór podstawowy o określonym stężeniu (c = 1 mM) do doświadczeń na granicy faz powietrze-woda. Przenieść frakcję rozcieńczonego roztworu oktakozy metylu-5,7,9,11,13,15-heksaynoinianu w DCM do wytarowanej 50 ml kolby okrągłodennej z brązowego szkła i zagęścić roztwór do około 1 ml w próżni.
    2. Podłączyć kolbę do przewodu próżniowego i zanurzyć kolbę w ciekłym azocie w celu zamrożenia stężonego roztworu. Po całkowitym zestaleniu się mieszaniny należy zastosować próżnię (około 5 x 10-3 mbar) do kolby i usunąć kolbę z ciekłego azotu.
    3. Po całkowitym usunięciu pozostałości rozpuszczalnika zważyć kolbę, osłaniając ją przed światłem. Przygotować roztwór podstawowy o określonym stężeniu c = 1 mM przez dodanie odpowiedniej ilości chloroformu. Osłonić roztwór podstawowy przed światłem i przechowywać go w temperaturze -15 °C.

2. Tworzenie filmu amfifilu heksaynowego na granicy powietrza i wody

Uwaga: Wszystkie eksperymenty na styku powietrze-woda są przeprowadzane z komputerowo połączonymi rynnami Langmuira z politetrafluoroetylenu z jedną (lub dwoma) barierami. Rynny wyposażone są w mikrowagę ciśnieniową powierzchniową z bibułową płytą Wilhelmy'ego. Termostat zewnętrzny służy do utrzymywania temperatury podfazy wody ultraczystej na poziomie 20 °C. Koryta Langmuira są umieszczone w szczelnym pudełku, aby uniknąć zanieczyszczenia interfejsu. Przed przeprowadzeniem pomiarów sprawdzana jest czystość gołej powierzchni poprzez ściskanie. Wszystkie używane eksperymentalne konfiguracje Langmuira są kalibrowane przed użyciem przy użyciu metody kalibracji dwupunktowej: goła powierzchnia wody dla 0 mN/m, a także przejście drugiego rzędu ze stanu nachylonego do niepochylonego kwasu stearynowego42, który nie jest wrażliwy na zmiany temperatury w używanym zakresie temperatur. Zapewnia to wiarygodne i porównywalne pomiary.

  1. Pomiar izotermy powierzchni ciśnienia powierzchniowego i wyznaczenie modułu ściśliwości
    1. Za pomocą strzykawki ostrożnie rozprowadzić 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) w DCM/chloroformie (c = 1 mmol/l) na powierzchni ultraczystej wody w korycie Langmuira.
    2. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    3. Ściskać warstwę ze stałą szybkością ściskania 5 A/(cząsteczka x min), zmniejszając powierzchnię koryta Langmuir za pomocą barier. Jednocześnie zmierz ciśnienie powierzchniowe za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego wyposażonej w bibułową płytkę Wilhelmy'ego z bibuły filtracyjnej. Kontynuuj ściskanie warstwy, aż spadek ciśnienia powierzchniowego wskaże zapadnięcie się folii.
    4. Powtórzyć pomiary izotermy ciśnienia powierzchniowego i powierzchni, jak opisano w ppkt 2.1.1-2.1.3, dwa razy z czystą rynną Langmuira, aby zapewnić powtarzalność wyników.
    5. Wyznaczyć moduł ściśliwości na podstawie izotermy warstwy zgodnie z następującą zależnością43
      C s-1 = -A(∂∏/∂A)T
      gdzie A jest średnią powierzchnią cząsteczkową, a ∏ ciśnieniem powierzchniowym.
  2. Badanie stabilności warstwy poniżej i powyżej plateau w izotermie
    1. Rozprowadzić podwielokrotność 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) na ultraczystej wodzie w korycie Langmuira.
    2. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    3. Ściskać warstwę do ciśnienia powierzchniowego 8 mN/m przy stałym współczynniku ściskania 5 A/(cząsteczka x min) poprzez zmniejszenie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier. Kontynuuj ściskanie warstwy, aż zmierzone ciśnienie powierzchniowe osiągnie 8 mN/m i ustaw bariery tak, aby to ciśnienie powierzchniowe było utrzymywane na stałym poziomie.
    4. Monitoruj rozwój powierzchni, gdy bariery koryta Langmuira dostosowują się w ciągu 45 minut, aby utrzymać stałe ciśnienie powierzchniowe 8 mN/m.
    5. Ściskać warstwę do ciśnienia powierzchniowego 23 mN/m przy stałym współczynniku kompresji 5 A/(cząsteczka x min) poprzez dalsze zmniejszanie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier. Ustaw bariery tak, aby nacisk powierzchniowy był utrzymywany na stałym poziomie 23 mN/m.
    6. Monitoruj rozwój powierzchni, gdy bariery koryta Langmuira dostosowują się w ciągu 45 minut, aby utrzymać stałe ciśnienie powierzchniowe 23 mN/m.
  3. Charakterystyka warstwy za pomocą spektroskopii odbiciowo-absorpcyjnej w podczerwieni
    Uwaga: W celu rejestrowania widm w podczerwieni (IR) stosuje się spektrometr FT-IR wyposażony w detektor tellurku rtęciowo-kadmowego chłodzony ciekłym azotem (MCT), który jest podłączony do zewnętrznej jednostki odbijającej powietrze/wodę. Wiązka podczerwieni jest wyprowadzana ze spektrometru i skupiana na powierzchni ultraczystej wody w termostatowanym korycie Langmuira. Do pomiarów wykorzystano światło o polaryzacji p pod kątem padania poniżej (40°) kąta Brewstera. Koryto Langmuira do pomiarów w podczerwieni składa się z dwóch komór: w jednej komorze rozprowadzany jest system jednowarstwowy próbki, podczas gdy w drugiej komorze znajduje się podfaza wody ultraczystej jako punkt odniesienia. Sterowany komputerowo system wahadłowy służy do przesuwania koryta, tak aby próbka lub komora referencyjna były oświetlone. Aby wyeliminować sygnał pary wodnej z widm, należy obliczyć widmo odbicia-absorpcji zgodnie z log(R/R0), z widmem odbicia pojedynczej wiązki z przedziału odniesienia (R0) jako tłem dla widma odbicia pojedynczej wiązki monowarstwy (R) z komory próbki. Utrzymuj stałe ciśnienie pary wodnej, umieszczając cały zestaw eksperymentalny w hermetycznie zamkniętym pudełku. We wszystkich eksperymentach należy używać rozdzielczości i szybkości skanera wynoszących odpowiednio 8 cm-1 i 20 kHz. Użyj polaryzatora z siatką drucianą, aby spolaryzować padającą wiązkę podczerwieni. Dodawaj widma ze światłem spolaryzowanym p przez ponad 400 skanów. Wykonaj korektę linii bazowej, aby umożliwić porównanie widm.
    1. Rozprowadzić podwielokrotność 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) na ultraczystej wodzie w korycie Langmuira zawierającym zestaw do spektroskopii odbicia i absorpcji w podczerwieni (IRRA).
    2. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    3. Ściskać warstwę do ciśnienia powierzchniowego 1 mN/m przy stałym współczynniku kompresji 5 A/(cząsteczka x min) poprzez zmniejszenie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier. Monitorować ciśnienie powierzchniowe za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego z bibułową płytką Wilhelmy'ego z bibuły filtracyjnej i ustawić bariery koryta Langmuira tak, aby utrzymać ciśnienie powierzchniowe 1 mN/m.
    4. Zapisz widmo IR ze światłem spolaryzowanym p pod kątem padania 40°44,45.
    5. Ściskać warstwę ze stałą szybkością ściskania 5 A / (cząsteczka x min) poprzez dalsze zmniejszanie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier tak, aby uzyskać ciśnienie powierzchniowe 3, następnie 5, a na końcu 8 mN / m, jak wskazano na mikrowadze ciśnienia powierzchniowego. Rejestruj widma za pomocą światła spolaryzowanego p pod kątem padania 40° dla każdego z tych ciśnień powierzchniowych, utrzymując to ostatnie na stałympoziomie 44,45.

3. Karbonizacja monowarstwy amfifilu heksayny w temperaturze pokojowej

Uwaga: Wszystkie eksperymenty na styku powietrze-woda są wykonywane tak, jak opisano powyżej. Naświetlanie promieniami UV odbywa się za pomocą lampy metalohalogenkowej o mocy 250 W domieszkowanej galem (UV-Light Technology, Birmingham, Wielka Brytania). W przypadku karbonizacji folii na granicy faz powietrze-woda, pudełko otaczające rynnę Langmuira jest ostrożnie usuwane lub otwierane z boku, a lampę umieszcza się w odległości 50 cm od powierzchni wody, upewniając się, że granica faz powietrze-woda jest pokryta stożkiem światła UV. Podczas oświetlenia temperatura podfazy jest utrzymywana na poziomie 20 °C za pomocą termostatu koryta Langmuira. Wszystkie doświadczenia karbonizacji przeprowadza się przy ciśnieniu powierzchniowym 8 mN/m. Przy tym ciśnieniu zapewnione jest szczelne upakowanie amfifilów, a jednocześnie monowarstwa wykazuje wysoką stabilność.

  1. Badanie karbonizacji za pomocą spektroskopii IRRA i pomiaru izotermy
    Uwaga: Widma IRRA są rejestrowane zgodnie z powyższym44,45.
    1. Rozprowadzić podwielokrotność 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) na ultraczystej wodzie w korycie Langmuira, składającej się z zestawu do spektroskopii odbicia i absorpcji w podczerwieni (IRRA).
    2. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    3. Ściskać warstwę ze stałą szybkością ściskania 5 A/(cząsteczka x min) poprzez zmniejszenie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier tak, aby uzyskać ciśnienie powierzchniowe 8 mN/m, mierzone za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego wyposażonej w bibułę filtracyjną płytkę Wilhelmy'ego. Ustaw bariery koryta Langmuira tak, aby utrzymać ciśnienie powierzchniowe 8 mN/m.
    4. Zapisz widmo IR ze światłem spolaryzowanym p pod kątem padania 40°44,45.
    5. Ostrożnie wyjmij pudełko zawierające koryto Langmuira. Zamontuj lampę UV na stojaku i umieść ją w odległości około 50 cm od powierzchni wody, upewniając się, że interfejs jest pokryty stożkiem światła UV.
    6. Po upewnieniu się, że monowarstwa jest nadal ściskana przy ciśnieniu powierzchniowym 8 mN/m, mierzonym za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego, ustaw bariery koryta Langmuira tak, aby były zamocowane w bieżącej pozycji.
    7. Wystaw interfejs powietrze-woda na działanie światła UV. Zatrzymaj napromienianie, wyłączając lampę po upływie łącznie 40 minut napromieniowania. Monitorować i rejestrować zmiany ciśnienia powierzchniowego za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego wyposażonej w bibułową płytkę Wilhelmy'ego z bibuły filtracyjnej przez cały czas trwania napromieniania.
    8. Zamknij koryto Langmuira w szczelnie zamkniętym pudełku, aby uniknąć zanieczyszczenia interfejsu. Pozostaw ustawienie do zrównoważenia na 30 minut. Ustaw bariery koryta Langmuira, aby utrzymać ciśnienie powierzchniowe obserwowane przez mikrowagę ciśnienia powierzchniowego po napromieniowaniu.
    9. Zapisz widmo IR ze światłem spolaryzowanym p pod kątem padania 40°44,45.
  2. Badanie zwęglonej warstwy za pomocą mikroskopii kątowej Brewstera
    Uwaga: Eksperymenty z mikroskopią kątową Brewstera (BAM) są wykonywane na specjalnie wykonanej komputerowo rynnie Langmuira połączonej z mikroskopem kątowym Brewstera, jak opisano w innym miejscu46,47. Izotermy ciśnienia powierzchniowego są mierzone w sposób ciągły przez cały czas trwania eksperymentów mikroskopowych. Rozdzielczość boczna wynosi około 4 μm przy zastosowanej konfiguracji. Proste oprogramowanie do przetwarzania obrazu służy do poprawy kontrastu mikrofotografii.
    1. Rozprowadzić podwielokrotność 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) na ultraczystej wodzie w korycie Langmuira ustawionym w jednej linii z mikroskopem kątowym Brewstera.
    2. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    3. Ściskać warstwę do ciśnienia powierzchniowego 8 mN/m przy stałym współczynniku ściskania 5 A/(cząsteczka x min) poprzez zmniejszenie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier. Monitorować ciśnienie powierzchniowe za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego wyposażonej w bibułę filtracyjną płytkę Wilhelmy'ego i ustawić bariery koryta Langmuira tak, aby utrzymać ciśnienie powierzchniowe 8 mN/m.
    4. Zapisz mikrofotografie BAM przy tym ciśnieniu powierzchniowym46,47.
    5. Ostrożnie otwórz pudełko zawierające koryto Langmuir. Zamontuj lampę UV na stojaku i umieść ją w odległości około 50 cm od powierzchni wody, upewniając się, że interfejs jest pokryty stożkiem światła UV.
    6. Upewnij się, że monowarstwa jest nadal ściśnięta pod ciśnieniem powierzchniowym 8 mN/m i ustal położenie barier koryta Langmuir.
    7. Wystaw interfejs powietrze-woda na działanie światła UV. Zatrzymaj naświetlanie, wyłączając lampę po upływie łącznie 40 minut. Monitorować i rejestrować zmiany ciśnienia powierzchniowego w trakcie napromieniania.
    8. Zapisz mikrofotografie BAM po napromieniowaniu46,47.
    9. Użyj igły, aby manipulować nanoarkuszem węglowym na granicy faz powietrze-woda, a BAM użyj BAM do monitorowania ruchu nanoarkusza węglowego. Wywieranie nacisku na nanoarkusz węglowy prowadzi do pęknięcia arkusza.
    10. Nagrać mikrofotografie BAM pękniętej blachy46,47.
  3. Langmuira-Blodgetta Przeniesienie warstwy niezwęglonej i nanoarkusza węglowego z granicy faz powietrze-woda na podłoże stałe
    Uwaga: Podłoża szafirowe (Al2O3) są oczyszczane przed przeniesieniem za pomocą podstawowej obróbki piranią i przechowywane w ultraczystej wodzie przed użyciem48. Para pęset przymocowana do ramienia mechanicznego jest umieszczona pionowo nad korytem Langmuira z odpowiednio głęboką wgłębieniem do przenoszenia warstw Langmuira-Blodgetta (LB) z granicy faz powietrze-woda49. Jeśli przeniesienie próbki niekarbonizowanej i zwęglonej jest planowane w ramach tego samego eksperymentu, jak opisano tutaj, dwie pary pęsety muszą być przymocowane do ramienia mechanicznego na różnych wysokościach, tak aby jeden substrat mógł zostać usunięty, podczas gdy drugi substrat pozostał zanurzony w podfazie. Transfer Langmuira-Schäfera (LS) przeprowadzono ręcznie za pomocą siatek mikroskopii elektronowej z dziurawą transmisją węgla (TEM) jako nośnika50.
    1. Zainstaluj dwa szafirowe podłoża za pomocą dwóch par pęset, zanurz podłoża w podfazie i dokładnie wyczyść granicę faz powietrze-woda przed rozprowadzeniem.
    2. Ostrożnie rozprowadzić podwielokrotność 100 μl rozcieńczonego roztworu podstawowego (3) w DCM/chloroformie na ultraczystej wodzie w korycie Langmuira.
    3. Pozostaw koryto Langmuira do zrównoważenia przez 15 minut, pozwalając rozpuszczalnikowi odparować.
    4. Ściskać warstwę do ciśnienia powierzchniowego 8 mN/m przy stałym współczynniku ściskania 5 A/(cząsteczka x min) poprzez zmniejszenie powierzchni koryta Langmuira za pomocą barier. Monitorować ciśnienie powierzchniowe za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego wyposażonej w bibułę filtracyjną płytkę Wilhelmy'ego i ustawić bariery koryta Langmuira tak, aby utrzymać ciśnienie powierzchniowe 8 mN/m.
    5. W celu przeniesienia niezwęglonej monowarstwy na podłoże szafirowe, należy utrzymać monowarstwę na poziomie 8 mN/m, zgodnie ze wskazaniami mikrowagi ciśnienia powierzchniowego i pociągnąć ramię mechaniczne do góry z prędkością 1,2 mm/min, aż pierwsze podłoże zostanie całkowicie usunięte z podfazy. Drugi substrat musi pozostać zanurzony w podfazie.
    6. Ostrożnie wyjmij pierwsze podłoże zawierające niezwęgloną warstwę z pęsety, przechowuj je pod ochroną przed światłem i w razie potrzeby wykorzystaj do zamierzonego zastosowania.
    7. Ostrożnie otwórz pudełko zawierające koryto Langmuir. Zamontuj lampę UV na stojaku i umieść ją w odległości około 50 cm od powierzchni wody, upewniając się, że interfejs jest pokryty stożkiem światła UV.
    8. Upewnij się, że monowarstwa jest nadal ściskana przy ciśnieniu powierzchniowym 8 mN/m i ustal położenie barier.
    9. Wystaw interfejs powietrze-woda na działanie światła UV. Zatrzymaj napromienianie, wyłączając lampę po upływie łącznie 40 minut napromieniowania. Monitorować i rejestrować zmiany ciśnienia powierzchniowego mierzone za pomocą mikrowagi ciśnienia powierzchniowego w trakcie napromieniania.
    10. W celu przeniesienia zwęglonej folii na szafirowe podłoże należy ustawić bariery koryta Langmuira tak, aby ciśnienie powierzchniowe mierzone po napromieniowaniu zostało utrzymane. Utrzymując stały nacisk powierzchniowy przez bariery koryta Langmuira, należy wycofać mechaniczne ramię przytrzymujące podłoże z granicy faz z prędkością 1,2 mm/min, aż podłoże zostanie całkowicie usunięte z podfazy.
    11. Ostrożnie wyjmij podłoże niosące zwęgloną warstwę z pęsety.
    12. Przytrzymaj dziurawą siatkę węglową TEM za pomocą pęsety i wykonaj ręczny transfer LS zwęglonej warstwy z interfejsu powietrze-woda50. Pozwól próbce powoli wyschnąć w delikatnym strumieniu azotu i wykonaj obrazowanie za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).
    13. Rejestrować widma absorpcyjne UV/Vis warstwy niekarbonizowanej i nanoarkusza węglowego na spektrometrze UV/Vis z prędkością skanowania 400 nm na minutę. Użyj pustego szafirowego podłoża jako odniesienia.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Widmo magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) 13C przygotowanej cząsteczki prekursora 3 wykazuje 12 atomów węgla o hybrydyzacji sp w segmencie heksyynowym z odpowiednimi przesunięciami chemicznymi δ = 82-60 ppm (Rysunek 1b). Co więcej, sygnały przy δ = 173 ppm oraz δ = 52 ppm przypisano odpowiednio do węgla karbonylowego i metylowego estru. Sygnały w zakresie δ = 33-14 ppm przypisywane są do węgli alifatycznych reszty dodecylowej. Odpo...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Pożądany amfifil heksaynowy (3) jest bezpośrednio wytwarzany przez sekwencyjną bromację52,53 i katalizowane Pd wydłużenie30,31 segmentu alkinowego, po której następuje końcowa reakcja deprotekcji estru tritylofenylowego (2) (Figura 1a)29. Pomyślną syntezę potwierdza widmo 13C NMR (rysunek 1b) oraz widmo absorpcyjne UV-Vis (rysunek 1c)31,54. Świadczy to o łatwości, z jaką homologi o wyższych oligoinach mogą być otrzym...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Finansowanie z Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC Grant 239831) oraz Humboldt Fellowship (BS) są wdzięczne za

uznanie.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Kompleks bromku metylolitu litu (2,2  M roztwór w eterze dietylowym)Acros18129-1000wrażliwy na powietrze, łatwopalny
chlorek (0,7  Roztwór M w THF)Acros38945-1000wrażliwy na powietrze, łatwopalny
1,1'-Bis(difenylofosfino)ferrocen]
dichloropallad(II), addukt DCM 		Bor molekularnyBM187
N-BromosuccinimideAcros10745światłoczuły
fluorek srebraFluorochem002862-10gświatłoczuły
n-butyllitlit (2,5  M roztwór w heksanach)Acros21335-1000wrażliwy na powietrze, łatwopalny
Metanolan soduAcros17312-0050
Tetrahydrofuran (niestabilizowany, do HPLC)Fisher ChemicalsT/0706/PB17Rozpuszczalnik ten został wysuszony i odgazowany przy użyciu systemu oczyszczania rozpuszczalnika (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Toluen (do HPLC)Fisher ChemicalsT/ 2306/17Rozpuszczalnik ten został wysuszony i odgazowany przy użyciu systemu oczyszczania rozpuszczalnika (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Acetonitryl (do HPLC)Fisher ChemicalsA/0627/17Rozpuszczalnik ten został wysuszony i odgazowany przy użyciu systemu oczyszczania rozpuszczalnika (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Dichlorometan (Extra Dry over Molecular Pipeve)Acros34846-0010
Chloroform (p.a.)VWR International1.02445.1000
PentanReactolab99050Zakupiony jako odczynnik i jednokrotnie destylowany przed użyciem
HeptanReactolab99733Zakupiony jako odczynnik i destylowany raz przed użyciem
DichlorometanReactolab99375Zakupiony jako odczynnik i jednokrotnie destylowany przed użyciem
Eter dietylowyReactolab99362Zakupiony jako odczynnik i jednokrotnie destylowany przed użyciem
Żel krzemionkowy Geduran (Si 60, 40-60  &mikro; m)Merck1115671000
Langmuir przezR& K, Termostat poczdamski
 E1 Strzykawka Medingen
Hamilton Model 1810 RN SYR
Vertex 70 Bruker
Zewnętrzna jednostka odbijająca powietrze/wodę (XA-511) Lampa UV Bruker
(250 W, żarówka metalohalogenkowa domieszkowana Ga)Technologia
Mikroskop kątowy Brewstera (BAM1+) NFT Gö ttingen
Podłoża szafiroweStecher Ceramika
Quantifoil dziurawy węgiel Siatki TEMMikroskopia elektronowa Nauki
Spektrometr magnetycznego rezonansu jądrowego (Bruker Avance III 400)Spektrometr UV
JASCO V-670 SkaningowyJASCO
(Zeiss Merlin FE-SEM)Zeiss
Spektrometr FT-IR światła UV/Vis Bruker mikroskop elektronowy

Bibliografia

  1. Geim, A. K., Novoselov, K. S. The rise of graphene. Nature Mater. 6 (3), 183-191 (2007).
  2. Lee, C., Wei, X., Kysar, J. W., Hone, J. Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene. Science. 321 (5887), 385-388 (2008).
  3. Lee, J. H., Loya, P. E., Lou, J., Thomas, E. L. Dynamic mechanical behavior of multilayer graphene via supersonic projectile penetration. Science. 346 (6213), 1092-1096 (2014).
  4. Castro Neto, A. H., Guinea, F., Peres, N. M. R., Novoselov, K. S., Geim, A. K. The electronic properties of graphene. Rev. Mod. Phys. 81 (1), 109-162 (2009).
  5. Lau, C. N., Bao, W., Velasco, J. Jr Properties of suspended graphene membranes. Mater. Today. 15 (6), 238-245 (2012).
  6. Ramanathan, T., et al. Functionalized graphene sheets for polymer nanocomposites. Nature Nanotechnol. 3 (6), 327-331 (2008).
  7. Fan, Z., Yan, J., Ning, G., Wei, T., Zhi, L., Wei, F. Porous graphene networks as high performance anode materials for lithium ion batteries. Carbon. 60, 558-561 (2013).
  8. Fiori, G., et al. Electronics based on two-dimensional materials. Nature Nanotechnol. 9 (10), 768-779 (2014).
  9. Burghard, M., Klauk, H., Kern, K. Carbon-Based Field-Effect Transistors for Nanoelectronics. Adv. Mater. 21 (25-26), 2586-2600 (2009).
  10. Avouris, P., Chen, Z., Perebeinos, V. Carbon-based electronics. Nature Nanotechnol. 2 (10), 605-615 (2007).
  11. Zurutuza, A., Marinelli, C. Challenges and opportunities in graphene commercialization. Nature Nanotechnol. 9 (10), 730-734 (2014).
  12. Novoselov, K. S., Fal'ko, V. I., Colombo, L., Gellert, P. R., Schwab, M. G., Kim, K. A roadmap for graphene. Nature. 490 (7419), 192-200 (2013).
  13. Novoselov, K. S., et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science. 306 (5696), 666-669 (2004).
  14. Li, X., et al. Large-Area Synthesis of High-Quality and Uniform Graphene Films on Copper Foils. Science. 324 (5932), 1312-1314 (2009).
  15. Sun, Z., Yan, Z., Yao, J., Beitler, E., Zhu, Y., Tour, J. M. Growth of graphene from solid carbon sources. Nature. 468 (7323), 549-552 (2010).
  16. Lee, J. H., et al. Wafer-scale growth of single-crystal monolayer graphene on reusable hydrogen-terminated germanium. Science. 344 (6181), 286-289 (2014).
  17. Scott, L. T., et al. A rational chemical synthesis of C60. Science. 295 (5559), 1500-1503 (2002).
  18. Hoheisel, T. N., Schrettl, S., Szilluweit, R., Frauenrath, H. Nanostructured Carbonaceous Materials from Molecular Precursors. Angew. Chem. Int. Ed. 49 (37), 6496-6515 (2010).
  19. Schrettl, S., Frauenrath, H. Elements for a Rational Polymer Approach towards Carbon Nanostructures. Angew. Chem. Int. Ed. 51 (27), 6569-6571 (2012).
  20. Müllen, K. Evolution of Graphene Molecules: Structural and Functional Complexity as Driving Forces behind Nanoscience. ACS Nano. 8 (7), 6531-6541 (2014).
  21. Chen, L., Hernandez, Y., Feng, X., Müllen, K. From Nanographene and Graphene Nanoribbons to Graphene Sheets: Chemical Synthesis. Angew. Chem. Int. Ed. 51 (31), 7640-7654 (2012).
  22. Paraknowitsch, J. P., Thomas, A. Functional Carbon Materials From Ionic Liquid Precursors. Macromol. Chem. Phys. 213 (10-11), 1132-1145 (2012).
  23. Titirici, M. M., et al. Sustainable carbon materials. Chem. Soc. Rev. 44 (1), 250-290 (2015).
  24. Angelova, P., et al. A universal scheme to convert aromatic molecular monolayers into functional carbon nanomembranes. ACS Nano. 7 (8), 6489-6497 (2013).
  25. Zhi, L., Wu, J., Li, J., Kolb, U., Müllen, K. Carbonization of Disclike Molecules in Porous Alumina Membranes : Toward Carbon Nanotubes with Controlled Graphene-Layer Orientation. Angew. Chem. Int. Ed. 44 (14), 2120-2123 (2005).
  26. Zhi, L., et al. From Well-Defined Carbon-Rich Precursors to Monodisperse Carbon Particles with Hierarchic Structures. Adv. Mater. 19 (14), 1849-1853 (2007).
  27. Matei, D. G., et al. Functional single-layer graphene sheets from aromatic monolayers. Adv. Mater. 25 (30), 4146-4151 (2013).
  28. Szilluweit, R., et al. Low-temperature preparation of tailored carbon nanostructures in water. Nano Lett. 12 (5), 2573-2578 (2012).
  29. Schrettl, S., et al. Functional carbon nanosheets prepared from hexayne amphiphile monolayers at room temperature. Nature Chem. 6 (6), 468-476 (2014).
  30. Hoheisel, T. N., Frauenrath, H. A Convenient Negishi Protocol for the Synthesis of Glycosylated Oligo(ethynylene)s. Org. Lett. 10 (20), 4525-4528 (2008).
  31. Schrettl, S., et al. Facile synthesis of oligoyne amphiphiles and their rotaxanes. Chem. Sci. 6 (1), 564-574 (2015).
  32. Sakamoto, J., van Heijst, J., Lukin, O., Schlüter, A. D. Two-Dimensional Polymers: Just a Dream of Synthetic Chemists? Angew. Chem. Int. Ed. 48 (6), 1030-1069 (2009).
  33. Bauer, T., et al. Synthesis of Free-Standing, Monolayered Organometallic Sheets at the Air/Water Interface. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (34), 7879-7884 (2011).
  34. Payamyar, P., et al. Synthesis of a Covalent Monolayer Sheet by Photochemical Anthracene Dimerization at the Air/Water Interface and its Mechanical Characterization by AFM Indentation. Adv. Mater. 26 (13), 2052-2058 (2014).
  35. Zheng, Z., et al. Synthesis of Two-Dimensional Analogues of Copolymers by Site-to-Site Transmetalation of Organometallic Monolayer Sheets. J. Am. Chem. Soc. 136 (16), 6103-6110 (2014).
  36. Sakamoto, R., et al. A photofunctional bottom-up bis(dipyrrinato)zinc(II) complex nanosheet. Nature Commun. 6, 6713(2015).
  37. van Heijst, J., Corda, M., Lukin, O. Compounds bearing multiple photoreactive chalcone units: Synthesis and study towards 2D polymerization in Langmuir monolayers. Polymer. 70, 1-7 (2015).
  38. Murray, D. J., et al. Large area synthesis of a nanoporous two-dimensional polymer at the air/water interface. J. Am. Chem. Soc. 137 (10), 3450-3453 (2015).
  39. Li, J. J., Limberakis, C., Pflum, D. A. Modern Organic Synthesis in the Laboratory. , Oxford University Press. New York, NY, USA. (2007).
  40. Chai, C., Armarego, W. L. F. Purification of Laboratory Chemicals. , Elsevier Butterworth-Heinemann. Burlington, MA, USA. (2003).
  41. Hoheisel, T. N., et al. A multistep single-crystal-to-single-crystal bromodiacetylene dimerization. Nature Chem. 5 (4), 327-334 (2013).
  42. Brzozowska, A. M., Duits, M. H. G., Mugele, F. Stability of stearic acid monolayers on Artificial Sea Water. Colloids Surf., A. 407, 38-48 (2012).
  43. Davies, J. T., Rideal, E. K. Interfacial Phenomena. , Academic Press. New York, NY, USA. (1963).
  44. Mendelsohn, R., Flach, C. R. Infrared Reflection-Absorption Spectrometry of Monolayer Films at the Air-Water Interface. Handbook of Vibrational Spectroscopy. , J. Wiley. Sons: Chichester, UK. 1028-1041 (2002).
  45. Mendelsohn, R., Mao, G., Flach, C. R. Infrared reflection-absorption spectroscopy: Principles and applications to lipid-protein interaction in Langmuir films. Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 1798 (4), 788-800 (2010).
  46. Hoenig, D., Moebius, D. Direct visualization of monolayers at the air-water interface by Brewster angle microscopy. J. Phys. Chem. 95 (12), 4590-4592 (1991).
  47. Hénon, S., Meunier, J. Microscope at the Brewster angle: Direct observation of first-order phase transitions in monolayers. Rev. Sci. Instrum. 62 (4), 936-939 (1991).
  48. Kirby, K. W., Shanmugasundaram, K., Bojan, V., Ruzyllo, J. Interactions of Sapphire Surfaces with Standard Cleaning Solutions. ECS Trans. 11 (2), 343-349 (2007).
  49. Blodgett, K. B. Films Built by Depositing Successive Monomolecular Layers on a Solid Surface. J. Am. Chem. Soc. 57 (6), 1007-1022 (1935).
  50. Langmuir, I., Schaefer, V. J. Activities of Urease and Pepsin Monolayers. J. Am. Chem. Soc. 60 (6), 1351-1360 (1938).
  51. Mendelsohn, R., Brauner, J. W., Gericke, A. External infrared reflection absorption spectrometry of monolayer films at the air-water interface. Annu. Rev. Phys. Chem. 46 (1), 305-334 (1995).
  52. Hofmeister, H., Annen, K., Laurent, H., Wiechert, R. A Novel Entry to 17a-Bromo- and 17a-Iodoethynyl Steroids. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 23 (9), 727-729 (1984).
  53. Kim, S., Kim, S., Lee, T., Ko, H., Kim, D. A New, Iterative Strategy for the Synthesis of Unsymmetrical Polyynes: Application to the Total Synthesis of 15,16-Dihydrominquartynoic Acid. Org. Lett. 6 (20), 3601-3604 (2004).
  54. Chalifoux, W. A., Tykwinski, R. R. Synthesis of polyynes to model the sp-carbon allotrope carbyne. Nature Chem. 2 (11), 967-971 (2010).
  55. Kaganer, V. M., Möhwald, H., Dutta, P. Structure and phase transitions in Langmuir monolayers. Rev. Mod. Phys. 71 (3), 779-819 (1999).
  56. Eda, G., et al. Blue photoluminescence from chemically derived graphene oxide. Adv. Mater. 22 (4), 505-509 (2010).
  57. Kumar, P. V., Bardhan, N. M., Tongay, S., Wu, J., Belcher, A. M., Grossman, J. C. Scalable enhancement of graphene oxide properties by thermally driven phase transformation. Nature Chem. 6 (2), 151-158 (2014).
  58. Chernick, E. T., Tykwinski, R. R. Carbon-rich nanostructures: the conversion of acetylenes into materials. J. Phys. Org. Chem. 26 (9), 742-749 (2013).
  59. Rondeau-Gagné, S., Morin, J. F. Preparation of carbon nanomaterials from molecular precursors. Chem. Soc. Rev. 43 (1), 85-98 (2014).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

naświetlanie UVrynna Langmuirasamoorganizacjaamfifil heksynowygranica faz powietrze-wodakarbonizacjaspektroskopia w podczerwienimikroskopia kąta Brewster
Przygotowanie nanoarkuszy węglowych w temperaturze pokojowej
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.