Artykuł metodologiczny

Synteza kowalencyjnych struktur organicznych (COF) oparta na mikroprzepływach: narzędzie do ciągłej produkcji włókien COF i bezpośredniego drukowania na powierzchni

DOI:

10.3791/56020

⸱

10 lipca 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Chemical and Bioengineering, Department of Chemistry and Applied Bioscience, ETH Zurich, 2Departamento de Química Inorgánica, Universidad Autónoma de Madrid, 3Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Granada, 4Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), 5School of Chemistry, University of Nottingham, 6Condensed Matter Physics Center (IFMAC), Universidad Autónoma de Madrid, 7Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia)

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prezentujemy nowatorską, opartą na mikroprzepływach metodę syntezy kowalencyjnych struktur organicznych (COF). Pokazujemy, w jaki sposób to podejście można wykorzystać do produkcji ciągłych włókien COF, a także struktur 2D lub 3D COF na powierzchniach.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kowalencyjne struktury organiczne (COFs) to klasa porowatych materiałów kowalencyjnych, które są często syntetyzowane jako nieprzetworzone krystaliczne proszki. Pierwszy COF został zgłoszony w 2005 r., a wiele wysiłku skoncentrowano na ustanowieniu nowych ścieżek syntezy do jego przygotowania. Do tej pory większość dostępnych metod syntezy COF opiera się na mieszaniu luzem w warunkach solwotermicznych. W związku z tym rośnie zainteresowanie opracowywaniem systematycznych protokołów syntezy COF, które zapewniają precyzyjną kontrolę nad warunkami reakcji i poprawiają przetwarzalność COF na powierzchniach, co jest niezbędne do ich wykorzystania w praktycznych zastosowaniach. W niniejszym artykule przedstawiono nowatorską metodę syntezy COF opartą na mikroprzepływach, w której reakcja między dwoma elementami składowymi, 1,3,5-benzenotrikarbaldehydem (BTCA) i 1,3,5-tris(4-aminofenylo)benzenem (TAPB), zachodzi w kontrolowanych warunkach dyfuzji i w temperaturze pokojowej. Stosując takie podejście, otrzymujemy gąbczaste, krystaliczne włókna z materiału COF, zwanego dalej MF-COF. Właściwości mechaniczne MF-COF i dynamiczny charakter podejścia pozwalają na ciągłą produkcję włókien MF-COF i ich bezpośrednie drukowanie na powierzchniach. Ogólna metoda otwiera nowe potencjalne zastosowania wymagające zaawansowanego drukowania struktur 2D lub 3D COF na elastycznych lub sztywnych powierzchniach.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kowalencyjne struktury organiczne (COFs) to dobrze znana klasa porowatych i krystalicznych materiałów, w których organiczne elementy budulcowe są mocno połączone wiązaniami kowalencyjnymi1,2,3,4,5. COF są zwykle składane zgodnie z zasadami chemii supramolekularnej, w której składowe molekularne bloki budulcowe są selektywnie reagowane w celu zdefiniowania końcowego i z góry określonego porowatego złożenia. Takie podejście pozwala na syntezę materiałów o kontrolowanej i uporządkowanej strukturze (np. o zdefiniowanych wymiarach porów) i składzie3,6,7,8. W porównaniu z innymi materiałami porowatymi, COF są wyjątkowe, ponieważ składają się z lekkich pierwiastków (C, H, B, N i O) i mają przestrajalną porowatość1,5. Zainspirowane tymi unikalnymi i wewnętrznymi cechami, COF zostały ocenione pod kątem potencjalnego zastosowania w separacjach chemicznych9, gas storage10i katalizie11, sensors12, optoelectronics13, clean energy technologies14 oraz elektrochemiczne urządzenia energetyczne15.

Do tej pory, zdecydowana większość metod stosowanych do przygotowania materiałów COF opiera się na solwotermicznych reakcjach samokondensacji i kondensacji, gdzie wysokie temperatury i ciśnienia są standardem. Chociaż COF są wytrzymałe termicznie, często cierpią z powodu ograniczonej przetwarzalności, tj. COFy są zwykle nierozpuszczalnymi i nieprzetwarzalnymi krystalicznymi proszkami, co znacznie ogranicza ich zastosowanie w szeregu potencjalnych i praktycznych zastosowań2,6,8,16,17. Pomimo znacznego postępu, jaki dokonał się w syntezie COF, dużym wyzwaniem w tej dziedzinie jest opracowanie metody umożliwiającej otrzymywanie COF-ów w odpowiednich warunkach reakcji (np. temperaturze i ciśnieniu), które następnie mogą ułatwić ich przetwarzanie na powierzchniach.

Ostatnio badania wykazały, że chemia na bazie Shiff może być użyta do syntezy COF na bazie iminy w temperaturze pokojowej. Wytworzony COF, nazwany RT-COF-1, powstaje w wyniku szybkiej i wydajnej reakcji między 1,3,5-tris(4-aminofenylo)benzenem (TAPB) a 1,3,5-benzenotrikarbaldehydem (BTCA)17 (Rysunek 1A). Skuteczność tej metody syntezy wykazano poprzez bezpośrednie drukowanie mikronowych i submikronowych wzorów RT-COF-1 zarówno na sztywnych, jak i elastycznych powierzchniach przy użyciu technik litografii lub druku atramentowego. Niedawno, korzystając z mikrofluidyki, zademonstrowaliśmy skuteczne podejście do ciągłej syntezy włókien tego samego COF na bazie iminy, zwanego dalej MF-COF6. W przeciwieństwie do innych zgłoszonych podejść syntetycznych do generowania COFs18, ta metoda syntezy oparta na mikroprzepływach umożliwiła szybką syntezę włókien MF-COF w temperaturze i ciśnieniu otoczenia w ciągu kilku sekund. Ponadto, dzięki stabilności mechanicznej zsyntetyzowanych włókien MF-COF, wykazaliśmy, w jaki sposób taka metoda oparta na mikroprzepływach może umożliwić bezpośrednie drukowanie struktur 2D i 3D na powierzchniach. W niniejszym artykule pokazujemy, że metoda ta może być stosowana do rysowania struktur COF na różnych powierzchniach o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych. Wierzymy, że ta nowatorska metoda otwiera nowe możliwości dla dobrze kontrolowanego wzornictwa i bezpośredniego drukowania COF w różnych orientacjach i na różnych powierzchniach.

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

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Mistrz produkcji form

  1. Wykonaj fotolitograficzną produkcję 4-calowej silikonowej formy wzorcowej, jak szczegółowo opisano wcześniej19; forma główna użyta w tym badaniu została wyprodukowana przy użyciu tego samego protokołu.
    UWAGA: Urządzenia mikroprzepływowe są zazwyczaj wytwarzane w wieloetapowym procesie. Pierwszym krokiem jest zaprojektowanie kanału mikroprzepływowego przy użyciu konwencjonalnego oprogramowania do rysowania. Następnie wytwarzane są fotomaski filmowe o wysokiej rozdzielczości zawierające sieć mikroprzepływową z dokładnością do około 5 μm. Następnie formy wzorcowe są wytwarzane na 4-calowej płytce krzemowej za pomocą standardowych technik fotolitografii. SU-8, ujemny fotorezyst, jest wykorzystywany do wytwarzania form wzorcowych w obecnych badaniach. Wysokość konstrukcji SU-8 w naszych urządzeniach określana jest na 50 μm. Wreszcie, urządzenia mikroprzepływowe są wytwarzane poprzez bezpośrednie odlewanie przezroczystego polimeru, zwykle polidimetylosiloksanu (PDMS), na formę wzorcową.

2. Produkcja jednowarstwowych urządzeń mikroprzepływowych

UWAGA: Protokół wymaga, aby piekarnik działał w temperaturze 70 °C. Temperatura pieca powinna być ustabilizowana na poziomie 70 °C przed zainicjowaniem protokołu produkcyjnego. Niższe temperatury mogą prowadzić do słabo połączonych i niedziałających urządzeń.

  1. Umieść sfabrykowaną formę wzorcową w eksykatorze wyposażonym w pompę próżniową. Następnie wlać 100 μl chlorotrimetylosilanu do szklanej fiolki i umieścić ją w eksykatorze.
    UWAGA: UWAGA! Chlorotrimetylosilan jest substancją, niebezpieczną i toksyczną. W związku z tym wszystkie czynności związane z obsługą należy wykonywać pod dobrze wentylowanym wyciągiem, a także należy nosić odpowiednie okulary ochronne, rękawice i fartuch laboratoryjny.
  2. Zamknąć eksykator i umieścić go pod próżnią (w tym eksperymencie 51 mbar). Odczekać co najmniej 1 godzinę, aby upewnić się, że odparowany chlorotrimetylosilan osadza się na powierzchni formy wzorcowej. Po 1 godzinie delikatnie otwórz zawór powietrza eksykatora, aby zrównoważyć go z ciśnieniem atmosferycznym i otwórz go.
    UWAGA: UWAGA! Gdy tylko eksykator zostanie otwarty, para chlorotrimetylosilanu wycieka; Nie oddychaj bezpośrednio nad eksykatorem i zawsze wykonuj powyższe czynności w wentylowanym dygestorium.
  3. Ostrożnie wyjmij ręcznie silanizowaną formę główną i zamknij eksykatora. Przechowuj formę wzorcową w zamkniętym pudełku (lub w okapie z przepływem laminarnym), aby uniknąć osadzania się cząstek stałych na jej powierzchni.
    UWAGA: Wszystkie kolejne kroki należy wykonywać pod okapem z przepływem laminarnym pracującym z jednolitą prędkością powietrza.
  4. Przygotuj mieszaninę prepolimeru PDMS i utwardzacza (o masie 10:0,9) w jednorazowym kubku i energicznie wymieszaj plastikową szpatułką. Jako wskazówkę użyj 20 g elastomeru i 1,8 g utwardzacza do wytworzenia czterech urządzeń mikroprzepływowych PDMS o grubości około 5 mm.
  5. Umieść kubek zawierający dobrze wymieszany PDMS w eksykatorze pod próżnią w celu odgazowania i usunięcia pęcherzyków powietrza. Po odgazowaniu PDMS otwórz eksykator i wyjmij kubek.
    UWAGA: W tym eksperymencie zajmuje to około 30 minut przy ciśnieniu 51 mbar.
  6. Delikatnie umieść cztery kwadratowe ramki (np. ramki z politetrafluoroetylenu (PTFE) o wymiarach wewnętrznych 24 mm x 24 mm) na formie wzorcowej tak, aby każda z nich tworzyła ścianę wokół jednej wzorzystej struktury na formie wzorcowej.
  7. Wlej odgazowany PDMS do ramek i na wierzch formy głównej, aż będą pełne. Umieść formę wzorcową z wypełnionymi kwadratowymi ramkami w piekarniku w temperaturze 70 °C na 2 godziny.
  8. Po 2 godzinach wyjmij formę wzorcową z piekarnika i pozostaw zespół do ostygnięcia do temperatury pokojowej.
  9. Ręcznie odklej strukturalne płyty PDMS (lub wióry PDMS) i kwadratowe ramy, ostrożnie oddzielając je od formy głównej i wysuń wióry PDMS z kwadratowych ramek.
  10. Przebić otwory wlotowe i wylotowe za pomocą dziurkacza do biopsji 1,5 mm w żądanych miejscach w projekcie, np. na końcu kanałów mikroprzepływowych. Wytnij dodatkowe kawałki PDMS i usuń wszelkie zanieczyszczenia z powierzchni strukturalnych chipów PDMS za pomocą taśmy klejącej.
  11. Umieść chipy PDMS (otwartymi kanałami skierowanymi do góry) oraz szklane szkiełka nakrywkowe w komorze generatora plazmy i zamknij komorę.
  12. Umieść generator plazmy pod próżnią (tutaj 1,4 mbar); włącz generator plazmy na 1 minutę.
  13. Po 1 min wyłączyć generator plazmy, przewietrzyć komorę i wyjąć obrobione wióry PDMS oraz szkiełka nakrywkowe. Połącz ze sobą chipy PDMS (od strony kanałów strukturalnych) i szklane szkiełka nakrywkowe, aby zamknąć kanały; Na tym etapie wytwarzane są jednowarstwowe urządzenia mikroprzepływowe.
  14. Na koniec umieścić połączone urządzenia mikroprzepływowe w piecu w temperaturze 70 °C na co najmniej 4 godziny, aby znacznie zwiększyć wiązanie między PDMS a szkłem.

3. Przygotowanie układu mikroprzepływowego i roztworów prekursorowych

  1. Przygotować 0,040 M roztwór BTCA w kwasie octowym.
    UWAGA: UWAGA! Kwas octowy jest związkiem niebezpiecznym, i łatwopalnym, a jego opary są wyjątkowo drażniące dla oczu i układu oddechowego. W związku z tym czynności związane z obsługą należy wykonywać w dygestorium. Użytkownik musi również nosić ochronny fartuch laboratoryjny, okulary i rękawice.
  2. Przygotować 0,040 M roztwór TAPB w kwasie octowym.
    UWAGA: Urządzenie mikroprzepływowe użyte w obecnych eksperymentach ma cztery kanały wlotowe (Rysunek 1B i Rysunek 2).
  3. Załaduj roztwory BTCA i TAPB do dwóch różnych strzykawek (tutaj strzykawki 5 ml załadowane roztworem 3 ml), umieść i zabezpiecz strzykawki na pompie strzykawkowej i podłącz je do dwóch środkowych wlotów spreparowanego chipa mikroprzepływowego (jeden odczynnik na wlot) za pomocą rurki PTFE (średnica wewnętrzna 0,8 mm).
  4. Załaduj dwie inne strzykawki czystym kwasem octowym (tutaj strzykawki o pojemności 5 ml są w pełni załadowane), umieść i przymocuj strzykawki do pompy strzykawkowej i podłącz je do dwóch bocznych wlotów chipa mikroprzepływowego za pomocą tego samego typu rurki PTFE.
  5. Podłącz wystarczająco długą rurkę PTFE (w obecnym eksperymencie ~15 cm) do wylotu chipa mikroprzepływowego. Użyj sterowanej komputerowo pompy strzykawkowej, aby zmotywować przepływ płynu zgodnie z opisem w poniższych krokach.

4. Ciągła synteza włókien MF-COF

  1. Za pomocą pompy strzykawkowej wprowadzić dwa strumienie kwasu octowego w osłonie, każdy z natężeniem przepływu 100 μl/min; przepływy w osłonie znajdują się po zewnętrznej stronie przepływów odczynnika (Rysunek 2).
  2. Odczekać 1 minutę i wstrzyknąć dwa odczynniki (TAPB i BTCA) przez dwa środkowe wloty (po jednym odczynniku na wlot) każdy z natężeniem przepływu 50 μl/min. Odczekać 1 minutę, aż ustabilizują się przepływy.
  3. Obserwuj powstawanie żółtych mikrostruktur włóknistych wcześniej scharakteryzowanych jako MF-COF za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), analizy elementarnej i stanu stałego 13C CP-MAS-NMR6; w tych warunkach tworzenie MF-COF nie jest ciągłe.
  4. Zwiększyć natężenie przepływu TAPB i BTCA do 200 μl/min i utrzymać dwa przepływy osłonki kwasu octowego na poziomie 100 μl/min. Teraz odczekaj 1 minutę, aż przepływ się ustabilizuje. Obserwuj tworzenie się silnie skoncentrowanej zawiesiny żółtych włókien MF-COF, co ostatecznie prowadzi do zablokowania wylotu.
  5. Ponieważ chip i rurka wylotowa nie działają, użyj nowego chipa i przygotuj go do eksperymentu zgodnie z krokami 3.3-3.6.
  6. Wprowadzić dwa strumienie kwasu octowego do osłony każdy o natężeniu przepływu 100 μl/min i odczekać 1 min. Ustawić przepływy TAPB i BTCA każdy na 100 μl/min i obserwować tworzenie się ciągłego żółtego włókna MF-COF.
  7. Umieścić wylot rurki na szalce Petriego zawierającej kwas octowy. Na przykład umieść 10 ml kwasu octowego na okrągłej szklanej szalce Petriego (o średnicy 60 mm). Gdy zsyntetyzowane włókno opuści rurkę znajdującą się na wylocie urządzenia mikroprzepływowego, przesuń rurkę po powierzchni, aby ułatwić wyjście ciągłego włókna MF-COF.

5. Bezpośrednie drukowanie struktur 2D i 3D MF-COF

UWAGA: Ponieważ zsyntetyzowane włókno może nie być całkowicie jednorodne, prędkość osadzania musi być dostosowana, aby zapewnić ciągłe drukowanie.

  1. Przygotować zestaw mikroprzepływowy zgodnie z opisem w sekcji 3 i wstrzyknąć wszystkie cztery roztwory z szybkością przepływu 100 μl/min.
  2. Odczekaj 1 minutę, aż przepływy ustabilizują się, a zsyntetyzowane włókno MF-COF opuści rurkę znajdującą się na wylocie urządzenia mikroprzepływowego. Przygotuj czyste podłoże obok wyjścia rurki znajdującej się na wylocie urządzenia mikroprzepływowego do bezpośredniego drukowania włókien MF-COF.
    UWAGA: W naszych badaniach do wszystkich eksperymentów drukarskich użyto szkiełek nakrywkowych ze szkła o wymiarach 24 mm x 76 mm.
  3. Trzymaj rurkę podłączoną do wylotu urządzenia mikroprzepływowego tak, aby jej koniec znajdował się kilka milimetrów nad szklanym szkiełkiem nakrywkowym. Powoli przesuwaj rurkę po szklanym szkiełku nakrywkowym, aby ułatwić wyjście włókna MF-COF i uniknąć agregacji.
  4. Po ustabilizowaniu przepływów powoli podnieś rurkę znajdującą się na wylocie urządzenia mikroprzepływowego około 2-3 cm od szklanego szkiełka nakrywkowego, aby zaobserwować wolnostojące i stabilne włókno MF-COF.
  5. Aby kontynuować drukowanie, przyłóż wylot rurki z powrotem w kierunku szklanego szkiełka nakrywkowego i ręcznie przesuń rurkę po powierzchni, aby narysować żądaną strukturę 2D lub 3D MF-CLOF.

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

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Urządzenie mikroprzepływowe używane w naszych badaniach jest wytwarzane przy użyciu konwencjonalnego formowania replik PDMS20 i zawiera cztery mikroprzepływowe kanały wlotowe, które łączą się w główny mikrokanał. Końcowe urządzenie mikroprzepływowe składa się ze strukturalnej warstwy PDMS i szklanego szkiełka nakrywkowego służącego do zamykania odciśniętych mikrokanałów, jak pokazano na rysunku Rysunek 1B.

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

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisana tutaj metoda syntezy opartej na mikroprzepływach zapewnia nowatorskie i proste podejście do bezpośredniego drukowania materiałów COF na powierzchniach. Synteza odbywa się przy użyciu jednowarstwowego urządzenia mikroprzepływowego, składającego się z mikroprzepływowego chipa PDMS połączonego ze szklanym szkiełkiem nakrywkowym. Wytwarzanie urządzenia mikroprzepływowego można osiągnąć poprzez konwencjonalne odlewanie PDMS na silikonowej formie wzorcowej, a następnie łączenie PDMS z nadrukowanymi mikrokanalikami na s...

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

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (SNF) za wsparcie finansowe poprzez projekt nr 200021_160174.

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Maski filmowe o wysokiej rozdzielczościMicrolitho, Wielka Brytania- Cechy do 5um
Wafle krzemoweSilicon Materials Inc., Niemcy4-calowe wafle krzemowePowierzchnia przednia: polerowana, powierzchnia tylna: trawiona
Zestaw elastomerów silikonowych (PDMS)Dow Corning, USASylgard 184-chlorotrimetylosilan
Sigma-Aldrich, Szwajcaria386529≥ 97%, UWAGA: Używaj go tylko pod wyciągiem.
Dziurkacz do biopsjiMiltex GmBH, Niemcy33-31A-P/251,5 mm
Szkiełko nakrywkowe szklaneMenzel-Glaser, NiemcyBB024040SC24 mm i razy; 40 mm, #5
Generator plazmyDienerZepto BCzęstotliwość: 40 kHz i moc generatora plazmy: 0-30 W
Rurka PTFEPKM SA, SzwajcariaAWG-TFS-XXXAWG 20TFS, rolka 100 m
neMESYS Pompy strzykawkoweCetoni GmbH, NiemcyNiskociśnieniowy (290N)-
Jednorazowy kubekSemadeni, Szwajcaria8323PS, 200 ml
Plastikowa szpatułkaSemadeni, Szwajcaria3340L i razy; W : 135 mm x 14 mm
Skalpele jednorazoweB. Braun, Szwajcaria233-5320Nr. 20
Jednorazowe strzykawkiVWR, Szwajcaria613-39515 ml, Discardit II
Kwas octowySigma-Aldrich, Szwajcaria695092-500>=99,7%, UWAGA: Używaj go tylko pod wyciągiem.
1,3,5-benzenotrikarbaldehydAldrich-Fine Chemicals75349197%
1,3,5-tris(4-aminofenylo)benzenTokio Przemysł chemicznyT2728-5G>93,0%

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cote, A. P., et al. Porous, crystalline, covalent organic frameworks. Science. 310, 1166-1170 (2005).
  2. Ding, S. Y., Wang, W. Covalent organic frameworks (COFs): from design to applications. Chem Soc Rev. 42, 548-568 (2013).
  3. Huang, N., Wang, P., Jiang, D. L. Covalent organic frameworks: a materials platform for structural and functional designs. Nat Rev Mater. 1, 16068(2016).
  4. Xu, H., Gao, J., Stable Jiang, D. L. crystalline, porous, covalent organic frameworks as a platform for chiral organocatalysts. Nat Chem. 7, 905-912 (2015).
  5. Wan, S., Guo, J., Kim, J., Ihee, H., Jiang, D. L. A Belt-Shaped, Blue Luminescent, and Semiconducting Covalent Organic Framework. Angew Chem Int Edit. 47, 8826-8830 (2008).
  6. Rodriguez-San-Miguel, D., et al. Crystalline fibres of a covalent organic framework through bottom-up microfluidic synthesis. Chem Commun. 52, 9212-9215 (2016).
  7. Bisbey, R. P., DeBlase, C. R., Smith, B. J., Dichtel, W. R. Two-dimensional Covalent Organic Framework Thin Films Grown in Flow. J Am Chem Soc. 138, 11433-11436 (2016).
  8. Spitler, E. L., Dichtel, W. R. Lewis acid-catalysed formation of two-dimensional phthalocyanine covalent organic frameworks. Nat Chem. 2, 672-677 (2010).
  9. Keskin, S. Adsorption, Diffusion, and Separation of CH4/H-2 Mixtures in Covalent Organic Frameworks: Molecular Simulations and Theoretical Predictions. J Phys Chem C. 116, 1772-1779 (2012).
  10. Tilford, R. W., Mugavero, S. J., Pellechia, P. J., Lavigne, J. J. Tailoring microporosity in covalent organic frameworks. Adv Mater. 20, 2741-2746 (2008).
  11. Hasegawa, S., et al. Three-dimensional porous coordination polymer functionalized with amide groups based on tridentate ligand: Selective sorption and catalysis. J Am Chem Soc. 129, 2607-2614 (2007).
  12. Das, G., et al. Chemical sensing in two dimensional porous covalent organic nanosheets. Chem Sci. 6, 3931-3939 (2015).
  13. Guo, J., et al. Conjugated organic framework with three-dimensionally ordered stable structure and delocalized pi clouds. Nat Commun. 4, 2736(2013).
  14. Furukawa, H., Yaghi, O. M. Storage of Hydrogen, Methane, and Carbon Dioxide in Highly Porous Covalent Organic Frameworks for Clean Energy Applications. J Am Chem Soc. 131, 8875-8883 (2009).
  15. Xu, F., et al. Electrochemically active, crystalline, mesoporous covalent organic frameworks on carbon nanotubes for synergistic lithium-ion battery energy storage. Sci Rep-Uk. 5, 8225(2015).
  16. El-Kaderi, H. M., et al. Designed synthesis of 3D covalent organic frameworks. Science. 316, 268-272 (2007).
  17. Ruigomez, A. D., et al. Direct On-Surface Patterning of a Crystalline Laminar Covalent Organic Framework Synthesized at Room Temperature. Chem Eur J. 21, 10666-10670 (2015).
  18. Segura, J. L., Mancheno, M. J., Zamora, F. Covalent organic frameworks based on Schiff-base chemistry: synthesis, properties and potential applications. Chem Soc Rev. 45, 5635-5671 (2016).
  19. Abrishamkar, A., et al. Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment. J Vis Exp. (113), e54193(2016).
  20. Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane). Anal Chem. 70, 4974-4984 (1998).
  21. Rubio-Martinez, M., et al. Freezing the Nonclassical Crystal Growth of a Coordination Polymer Using Controlled Dynamic Gradients. Adv Mater. 28, 8150-8155 (2016).
  22. Liu, H., et al. A Catalytic Chiral Gel Microfluidic Reactor Assembled via Dynamic Covalent Chemistry. Chem Sci. 6, 2292-2296 (2015).
  23. Puigmarti-Luis, J., et al. Stepwise Template Growth of Functional Nanowires from an Amino Acid-Supported Framework in a Microfluidic Chip. ACS Nano. 8 (1), 818-826 (2014).

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

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Microfluidic SynthesisCovalent Organic FrameworksCOF FibersDirect PrintingContinuous ProductionRoom TemperatureSyringe PumpPDMS ChipScanning Electron MicroscopySurface Patterning

Powiązane artykuły