Artykuł metodologiczny

Synteza nanokapsułek Triplet Fusion Upconversion

DOI:

10.3791/64374

⸱

7 września 2022

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Rowland Institute, Harvard University, 2Department of Electrical Engineering, Stanford University, 3Department of Chemistry, Stanford University

W tym artykule

Podsumowanie

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

Ten protokół szczegółowo opisuje syntezę nanokapsułek do późniejszego wykorzystania w żywicach fotopolimeryzowalnych do wolumetrycznego druku 3D z ułatwioną fuzją trypletową.

Streszczenie

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

Konwersja w górę fuzji trypletowej (UC) pozwala na wygenerowanie jednego fotonu o wysokiej energii z dwóch fotonów wejściowych o niskiej energii. Ten dobrze zbadany proces ma znaczące implikacje dla wytwarzania wysokoenergetycznego światła poza powierzchnią materiału. Jednak wdrożenie materiałów UC zostało utrudnione ze względu na słabą rozpuszczalność materiału, wysokie wymagania dotyczące stężenia i wrażliwość na tlen, co ostatecznie doprowadziło do zmniejszenia emisji światła. W tym celu nanokapsułkowanie stało się popularnym motywem pozwalającym obejść te wyzwania, ale trwałość pozostała nieuchwytna w rozpuszczalnikach organicznych. Niedawno opracowano technikę nanoenkapsulacji, aby sprostać każdemu z tych wyzwań, w wyniku czego nanokropelka kwasu oleinowego zawierająca materiały konwersji w górę została zamknięta w otoczce krzemionkowej. Ostatecznie te nanokapsułki (NC) były wystarczająco trwałe, aby umożliwić wolumetryczne drukowanie trójwymiarowe (3D) z potrójną konwersją w górę. Poprzez hermetyzację materiałów konwersji krzemionki i dyspersję ich w żywicy do druku 3D, możliwe stało się fotomodelowanie poza powierzchnią drukarskiej. W tym miejscu przedstawiono protokoły wideo do syntezy NC konwersji w górę zarówno dla małych, jak i dużych partii. Przedstawione protokoły służą jako punkt wyjścia do dostosowania tego schematu enkapsulacji do wielu schematów konwersji w górę do użytku w zastosowaniach wolumetrycznego druku 3D.

Wprowadzenie

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

Odejście od subtraktywnych procesów produkcyjnych (np. skomplikowanych kształtów tworzonych przez rzeźbienie bloków surowca) może zmniejszyć ilość odpadów i zwiększyć tempo produkcji. W związku z tym wiele branż zmierza w kierunku procesów wytwarzania przyrostowego, w których obiekty są budowane warstwa po warstwie1 za pomocą druku trójwymiarowego (3D). Wiele z nich pracuje nad opracowaniem procesów wytwarzania przyrostowego dla wielu klas materiałów (np. szkło2, ceramika3,4, metals5 i plastics6,7).

To utwardzanie warstwa po warstwie ogranicza wybór żywicy i wpływa na właściwości mechaniczne wydruku6,7. Biorąc pod uwagę druk 3D oparty na świetle do wytwarzania tworzyw sztucznych, druk oparty na absorpcji dwóch fotonów (2PA) odchodzi od procesów warstwa po warstwie, drukując wolumetrycznie8. Proces 2PA wymaga jednoczesnej absorpcji dwóch fotonów w celu zainicjowania polimeryzacji. To nie tylko zwiększa wymagane pobory mocy, ale także zwiększa złożoność i koszt systemu drukowania, ograniczając rozmiary wydruków do skali mm3 lub mniejszej9.

Niedawno, nowa metodologia druku 3D wykorzystująca potrójną konwersję w górę (UC) umożliwiła wolumetryczne drukowanie 3D za pomocą UC w skali cm310. Co ciekawe, proces ten wymaga napromieniowania o stosunkowo niskiej gęstości mocy10 w porównaniu do druku opartego na 2PA9,11,12. Proces konwersji w górę przekształca dwa fotony o niskiej energii w jeden foton o wysokiej energii13, a światło przekształcone w górę jest pochłaniane przez fotoinicjator w celu zainicjowania polimeryzacji. Wdrożenie materiałów UC do fuzji trypletowej tradycyjnie było wyzwaniem ze względu na wysokie wymagania dotyczące stężenia materiału, słabą rozpuszczalność i wrażliwość na tlen13,14,15. Hermetyzacja materiałów UC przy użyciu różnych schematów nanocząstek została dobrze zbadana16, ale nie spełnia wymagań dotyczących trwałości rozpuszczalników organicznych. Opisany tutaj protokół syntetyczny nanokapsuły do konwersji kwasu oleinowego (UCNC) pokryty krzemionką pokonuje to wyzwanie związane z trwałością dyspersji materiałów UC w szerokiej gamie rozpuszczalników organicznych, w tym żywicach do druku 3D10. Przekształcone w górę światło generowane z materiałów wewnątrz nanokapsułek jest wzorowane w wielu wymiarach, aby wygenerować ciała stałe wolne od struktury nośnej, co pozwala na drukowanie struktur o wysokiej rozdzielczości o rozdzielczości tak małej jak 50 μm10. Usuwając struktury podporowe i drukując w środowisku beztlenowym, dostępne są nowe związki chemiczne żywic, które pozwalają osiągnąć zarówno ulepszone, jak i nowatorskie właściwości materiału, niedostępne w tradycyjnej stereolitografii.

Tutaj przedstawiono protokół syntetyczny UCNC do hermetyzacji uczulacza (palladu (II) mezo-tetrafenylu tetrabenzoporfiny, PdTPTBP) i anihilatora (9,10-bis((triizopropylosililo)etynylo)antracen, TIPS-an) w dwóch różnych skalach. Synteza na dużą skalę dostarcza materiału do dostarczenia ~10 g pasty nanokapsułek do konwersji w górę do stosowania w żywicach do druku 3D. Synteza na małą skalę dla ~1 g pasty nanokapsułek do konwersji w górę pozwala na optymalizację zawartości nowych nanokapsułek. Protokół ten będzie wspierał udaną integrację UCNC fuzji trypletowej z różnymi przepływami pracy druku 3D i innymi aplikacjami.

Protokół

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

1. Synteza nanokapsułek na dużą skalę

  1. W komorze rękawicowej (patrz tabela materiałów) z obojętną atmosferą i przy czerwonym oświetleniu przygotować nasycone roztwory uczulacza (PdTPTBP) i anihilatora (TIPS-antracen) (patrz tabela materiałów) w 99% kwasie oleinowym w temperaturze pokojowej (~22 °C).
    1. Dodać 2 ml kwasu oleinowego do 20 mg PdTPTBP w fiolce z mieszadłem. Następnie przykryć fiolkę folią, aby chronić ją przed światłem otoczenia. Dodać 2 ml kwasu oleinowego do 25 mg antracenu TIPS w fiolce z mieszadłem.
    2. Mieszać mieszaniny z prędkością 600 obr./min przez co najmniej 4 godziny, a następnie przefiltrować za pomocą filtra strzykawkowego z PTFE o wielkości 0,45 μm. Każdy roztwór powinien mieć w widoczny sposób nierozpuszczone ciało stałe, które należy usunąć przez filtrację, co oznacza, że każdy roztwór jest nasycony.
    3. Za pomocą strzykawki przygotować 1,75 ml roztworu podstawowego materiału do konwersji w górę, mieszając 0,7 ml przefiltrowanego roztworu ANTRACENU TIPS, 0,35 ml przefiltrowanego roztworu PdTPTBP i 0,7 ml kwasu oleinowego.
      UWAGA: Roztwór do konwersji w górę zastosowany w nanokapsułkach ma stosunek objętościowy 2:1:2 antracenu TIPS do PdTPTBP do kwasu oleinowego.
  2. Odmierz 4 g 10K MPEG-silanu w czystej fiolce o pojemności 20 ml, tak aby była gotowa do użycia podczas syntezy. Można to przeprowadzić wewnątrz lub na zewnątrz schowka podręcznego. Jeśli materiał ten jest mierzony na zewnątrz schowka podręcznego, przed włożeniem go do schowka należy zabezpieczyć pokrywę fiolki folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną.
  3. W kolbie Erlenmeyera o pojemności 250 ml zamkniętej przegrodą schłodzić 200 ml ultraczystej wody dejonizowanej w łaźni lodowej przez co najmniej 1 godzinę do osiągnięcia temperatury ~5 °C. Zazwyczaj zajmuje to kilka godzin.
  4. Przymocować przegrodę do kolby za pomocą co najmniej sześciu kawałków folii uszczelniającej. Ma to na celu zapewnienie, że przegroda pozostaje przymocowana, gdy kolba znajduje się pod podciśnieniem w przedkomorze komory rękawicowej.
  5. Schłodzoną wodę należy wprowadzić do schowka podręcznego bezpośrednio przed przygotowaniem nanokapsułek. Podczas wnoszenia wody należy tylko wciągnąć lekkie podciśnienie w przedsionku, ciągnąc 20% podciśnienia w oparciu o pomiar na manometrze przedsionka.
  6. Po wprowadzeniu wody do schowka podręcznego należy natychmiast włączyć funkcję przedmuchiwania schowka podręcznego, aby ominąć kolumnę. Usuwa to tlen wprowadzany podczas wprowadzania wody pod lekką próżnią i przedłuża żywotność kolumny. Przedmuchiwanie należy pozostawić włączone do momentu zakończenia syntezy i usunięcia wszystkich odpadów ze schowka podręcznego.
  7. Upewnij się, że wszystkie chemikalia i materiały eksploatacyjne są gotowe do użycia, w tym strzykawki i igły do dozowania (3-aminopropylo)trietoksysilanu (APTES) i ortokrzemianu tetraetylu. Upewnij się, że silan 10K MPEG jest w zasięgu. Do czyszczenia przydatne są również nylonowe ściereczki.
  8. Podłącz blender (patrz tabela materiałów). Przykryj gniazdka elektryczne plastikowym pojemnikiem lub nylonową szmatką. Bariera ta pozwala na ochronę w przypadku nieoczekiwanego wycieku z blendera. Upewnij się, że blender jest wyłączony.
  9. Ostrożnie wlej wodę do blendera. Dodać 1,45 ml roztworu podstawowego materiału do konwersji w górę (przygotowanego w kroku 1.1.3) w jednej porcji za pomocą strzykawki do środka wody w blenderze.
  10. Przymocuj pokrywkę i przykryj ją nylonową chusteczką w przypadku nieoczekiwanego wycieku. Miksuj z maksymalną prędkością (22 600 obr./min) dokładnie przez 60 sekund, trzymając pokrywę blendera, aby zapobiec małym wyciekom.
  11. Wyłącz blender i odsuń go na bok, aby zapewnić odpowiednią przestrzeń roboczą.
  12. Przenieść emulsję do kolby okrągłodennej o pojemności 500 ml. Przymocować kolbę do płytki mieszającej za pomocą zacisku. Energicznie wymieszać emulsję z prędkością 1200 obr./min za pomocą mieszadła w kształcie jajka (patrz tabela materiałów).
  13. Za pomocą strzykawki dodaj 0,75 ml APTES do emulsji, aby uzyskać klarowny roztwór miceli.
  14. Dodaj 4 g 10K MPEG-silanu, aby zapobiec agregacji kapsułek. W razie potrzeby wstrząsnąć kolbą, aby upewnić się, że jest rozproszona. Mieszać przy 1200 obr./min przez około 10 minut.
  15. W tym czasie osusz blender i pokrywkę nylonową szmatką. Użyj szczypiec, aby trzymać ręce z dala od ostrych ostrzy blendera.
  16. Po upływie 10 minut dodać 15 ml ortokrzemianu tetraetylu do jednej porcji za pomocą strzykawki o pojemności 20 ml. Dodaj kolejne 15 ml ortokrzemianu tetraetylu w jednej porcji za pomocą strzykawki o pojemności 20 ml, co daje w sumie 30 ml. Umieścić przegrodę w kolbie i mieszać z prędkością 1200 obr./min przez 30 minut.
  17. Wyjąć kolbę i odpadki ze schowka podręcznego i wyłączyć przedmuchiwanie komory podręcznej.
  18. Przymocuj kolbę do płytki mieszającej z elementem grzejnym, takim jak kąpiel olejowa lub aluminiowy blok grzewczy. Podłączyć kolbę do przewodu Schlenka, tak aby reakcja była utrzymywana pod stałym ciśnieniem pod gazem obojętnym, takim jak azot lub argon.
  19. Mieszać i podgrzewać reakcję w temperaturze 65 °C z prędkością 1200 obr./min przez 40 godzin.
  20. Po 40 godzinach odłącz reakcję od linii Schlenka, aby dodać 4 g 10K MPEG-silanu. Podłącz ponownie reakcję do linii Schlenk. Mieszać i podgrzewać reakcję w temperaturze 65 °C przy 1200 obr./min przez 8 godzin.
  21. Po 8 godzinach wyłącz ogrzewanie i pozwól reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej, mieszając z prędkością 1200 obr./min.
  22. Gdy reakcja jest chłodna, przenieś ją do probówek wirówkowych.
    1. W przypadku wirówki (patrz tabela materiałów), która mieści 50 ml probówek wirówkowych, należy podzielić reakcję równo na 10 probówek wirówkowych.
    2. W przypadku wirówki, która mieści probówki wirówkowe o pojemności 0,5 l, należy podzielić reakcję równo na dwie probówki wirówkowe.
  23. Odwirować zawiesinę o sile 8670 x g przez 1 godzinę w temperaturze 20–22 °C. Wyrzucić osad i zachować supernatant zawierający nanokapsułki.
  24. Odwirować supernatant w temperaturze 8670 x g przez 14-16 godzin w temperaturze 20-22 °C.
  25. Odrzucić supernatant i zebrać osad zawierający nanokapsułki do konwersji w górę.
    1. Za pomocą pipety ostrożnie spłucz górną powierzchnię granulki nanokapsułki ultraczystą wodą dejonizowaną (2 x 10 ml). Powinno to odbywać się przy niskim przepływie, aby osad nie został usunięty z probówki wirówkowej.
    2. Przenieść pastę z nanokapsułek do dwóch lub trzech oddzielnych fiolek scyntylacyjnych o pojemności 20 ml za pomocą szpatułki i natychmiast umieścić fiolki w komorze rękawicowej. Należy odzyskać około 7-10 g pasty z nanokapsułek.
      UWAGA: W celu dalszego wykorzystania zaleca się, aby nanokapsułki zostały zdyspergowane w rozpuszczalniku, takim jak monomer do druku 3D lub odtleniona ultraczysta woda dejonizowana w ciągu 48 godzin od syntezy. Woda odparuje z pasty nanokapsułek i pozostawi nanokapsułki bezużyteczne po 48 godzinach.
  26. Wykonaj skaningową mikroskopię elektronową (SEM), dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) i fotoluminescencję z konwersją w górę, aby scharakteryzować preparat nanokapsułek.

2. Synteza nanokapsułek na małą skalę

  1. Przygotować roztwory podstawowe uczulacza i anihilatora zgodnie z opisem w kroku 1.1. Zmniejsz objętość roztworu używanego do przygotowania nanokapsułek do 250 μl zamiast 1,75 ml opisanego w kroku 1.1. Zmieszać 100 μl przefiltrowanego roztworu TIPS-an z 50 μl przefiltrowanego roztworu PdTPTBP i 100 μl kwasu oleinowego.
  2. Energicznie spryskać 20 ml ultraczystej wody dejonizowanej w 40 ml fiolce scyntylacyjnej (patrz Tabela materiałów) gazem obojętnym, takim jak azot lub argon, używając linii Schlenka przez co najmniej 10 minut. Przed włożeniem fiolki do schowka podręcznego przymocować pokrywkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą.
    UWAGA: W przypadku jednoczesnego pobierania wielu próbek na małą skalę, większe objętości wody można wystarczająco odgazować, mieszając 200 ml schłodzonej wody, jak opisano w rozdziale 1, przy użyciu czystego, nieużywanego dzbanka blendera. Spryskiwanie wody gazem obojętnym na linii Schlenka nie jest skuteczne przy objętościach większych niż 20 ml.
  3. Odmierz 400 mg 10K MPEG-silanu, aby był gotowy do użycia podczas syntezy do czystej fiolki o pojemności 10 ml. Można to przeprowadzić wewnątrz lub na zewnątrz schowka podręcznego. Jeśli pomiar jest wykonywany na zewnątrz komory podręcznej, przed włożeniem jej do schowka należy zabezpieczyć pokrywę fiolki folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną.
  4. Wlej rozpryskiwaną wodę do schowka podręcznego i natychmiast włącz funkcję przedmuchiwania schowka, aby ominąć kolumnę. To usuwa tlen wprowadzony podczas wprowadzania wody pod lekką próżnią i przedłuża żywotność kolumny. Przedmuchiwanie powinno pozostać włączone do momentu zakończenia syntezy i usunięcia wszystkich odpadów ze schowka podręcznego.
  5. Upewnij się, że wszystkie chemikalia i materiały eksploatacyjne (strzykawki 5 ml i mikropipeta z końcówkami) są gotowe do użycia.
    1. Za pomocą strzykawki wyjąć 1 ml (3-aminopropylo)trietoksysilanu z butelki i przelać go do czystej, oznakowanej fiolki o pojemności 20 ml do późniejszego użycia.
    2. Za pomocą strzykawki wyjmij 5 ml ortokrzemianu tetraetylu i przelej go do czystej, oznakowanej fiolki o pojemności 20 ml do późniejszego użycia.
    3. Upewnij się, że silan 10K MPEG jest w zasięgu ręki w schowku podręcznym.
    4. Do czyszczenia przydatne są również dodatkowe nylonowe ściereczki.
  6. Podłącz mieszalnik wirowy (patrz Tabela materiałów) i ustaw prędkość na najwyższe ustawienie (3200 obr./min).
  7. Za pomocą mikropipety dodać 145 μl roztworu podstawowego uczulacza/anihilatora do fiolki z wodą (20 ml). Przymocuj pokrywę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą.
  8. Wiruj roztwór z najwyższą prędkością mieszalnika wirowego (3200 obr./min) przez 7 minut, aby zapewnić tworzenie nanokropelek podobne do syntezy na dużą skalę. Trzymać fiolkę blisko podstawy i nigdy nie trzymać za wieczko fiolki podczas wirowania, ponieważ wieczko może się poluzować i oderwać od fiolki.
  9. Umieścić fiolkę na płytce mieszającej. Wymieszać emulsję z prędkością 1200 obr./min za pomocą mieszadła w kształcie ośmiokąta (patrz tabela materiałów).
  10. Za pomocą mikropipety dodaj 75 μl APTES, aby uzyskać klarowny roztwór miceli.
  11. Po wytworzeniu klarownego roztworu natychmiast dodać 400 mg 10K MPEG-silanu. Założyć pokrywkę i wstrząsnąć fiolką, aby skutecznie wymieszać reakcję. Umieścić fiolkę z powrotem na płytce mieszającej.
  12. Za pomocą strzykawki dodaj kolejno 3 ml ortokrzemianu tetraetylu, podczas gdy reakcja jest mieszana z prędkością 1200 obr./min. Założyć pokrywkę i wstrząsnąć fiolką, aby skutecznie wymieszać reakcję. Mieszać reakcję z prędkością 1200 obr./min, aż zostanie wyjęta z komory rękawicowej.
  13. Uszczelnić fiolkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą i wyjąć fiolkę ze schowka podręcznego.
  14. Podgrzać roztwór w temperaturze 65 °C za pomocą kąpieli olejowej lub aluminiowego bloku grzewczego. Mieszać reakcję przy 1200 obr./min przez 40 godzin.
  15. Po 40 godzinach dodać 400 mg 10K MPEG-silanu. Ponownie uszczelnić fiolkę taśmą izolacyjną lub folią uszczelniającą. Mieszać reakcję przy 1200 obr./min przez 8 godzin.
  16. Pozwól reakcji ostygnąć do temperatury pokojowej, mieszając z prędkością 1200 obr./min. Gdy reakcja jest chłodna, połącz mieszaniny reakcyjne w jedną probówkę wirówkową o pojemności 50 ml.
  17. Odwirować zawiesinę o sile 8670 x g przez 1 godzinę w temperaturze 20–22 °C. Wyrzucić osad i zachować supernatant zawierający nanokapsułki.
  18. Odwirować supernatant w temperaturze 8670 x g przez 14-16 godzin w temperaturze 20-22 °C.
  19. Odrzucić supernatant i zachować osad zawierający nanokapsułki do konwersji w górę. Za pomocą pipety ostrożnie spłucz górną powierzchnię granulki nanokapsułki 2 x 1 ml ultraczystej wody dejonizowanej. Powinno to odbywać się przy niskim przepływie, aby osad nie został usunięty z probówki wirówkowej.
  20. Przenieść pastę z nanokapsułek do fiolki scyntylacyjnej o pojemności 20 ml za pomocą szpatułki i natychmiast umieścić fiolki w komorze rękawicowej. Należy odzyskać około 700-1000 mg pasty z nanokapsułek.
    UWAGA: W celu dalszego wykorzystania zaleca się, aby nanokapsułki zostały zdyspergowane w rozpuszczalniku, takim jak monomer do druku 3D lub odtleniona ultraczysta woda dejonizowana, w ciągu 48 godzin. Woda odparuje z pasty nanokapsułek i pozostawi nanokapsułki bezużyteczne po 48 godzinach.

Wyniki

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

Rysunek 1 przedstawia rysunek przedstawiający protokół syntezy nanokapsułek z konwersją w górę. Podkreślono podobieństwa między przygotowaniem UCNC na małą i dużą skalę, takie jak wytwarzanie emulsji olejowej w wodzie i dodawanie substancji chemicznych w celu syntezy powłoki krzemionkowej. Z syntezy na małą skalę zwykle zbiera się 700-1000 mg pasty UCNC, podczas gdy 7-10 g UCNC jest zwykle zbierane z syntezy na dużą skalę.

Nanokapsułki zostały scharakteryzowane za pomocą kombinacji technik spektroskopowych i mikroskopowych10. Aby przygotować próbki do SEM, film odlewano kroplowo z roztworu pasty nanokapsułek 100 mg mL-1 zdyspergowanej w wodzie na odpowiednie przewodzące podłoże SEM i pozostawiono do wyschnięcia. Przewodność nanokapsułek jest z natury niska, ale nadal wystarczająca do scharakteryzowania bez dodawania innego materiału przewodzącego. Reprezentatywny obraz SEM (Rysunek 2A) pokazuje stosunkowo monodyspersyjne nanokapsułki o średnicach ~50 nm uzyskane za pomocą tego protokołu. Jednym z ograniczeń stosowania SEM do scharakteryzowania morfologii UCNC jest to, że są one niestabilne w ultrawysokiej próżni przez długi czas. W ultrawysokiej próżni niezbędnej do pomiarów SEM, UCNC mogą być z powodzeniem zobrazowane, jeśli pracują wydajnie, zwykle w ciągu 30 minut. UCNC łączą się w wysokiej próżni po około 30 minutach w ultrawysokiej próżni (Rysunek 2B). Fuzji tej nie obserwuje się w warunkach otoczenia zgodnie z procedurą opisaną w niniejszym protokole (vide infra). Nawet w świetle rozważań dotyczących stabilności w próżni, mikroskopia elektronowa jest nadal korzystną metodą oceny typowej morfologii UCNC.

Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) to kolejna użyteczna technika do scharakteryzowania średniej średnicy hydrodynamicznej nanokapsułki w roztworze. Próbki do DLS można łatwo przygotować z próbką rozcieńczonych UCNC. W tym przypadku próbkę supernatantu odzyskanego po pierwszej wirówce (krok 1.23 lub 2.17) scharakteryzowano za pomocą DLS. Supernatant rozcieńczono 10-krotnie ultraczystą wodą dejonizowaną i przefiltrowano filtrem PVDF 0,2 μm w celu usunięcia dużych cząstek stałych i pyłu. Alternatywnie można scharakteryzować pastę UCNC w stężeniu 100 mg mL-1 w ultraczystej wodzie dejonizowanej rozcieńczonej 10x i przefiltrowanej filtrem PVDF 0,2 μm. Średnica hydrodynamiczna została zmierzona za pomocą DLS i wynosiła <100 nm z partii na partię, zwykle w zakresie 65-90 nm10. Agregacja nanocząstek nie jest obserwowana w tych warunkach charakterystyki, co eliminuje potrzebę stosowania dodatkowego elektrolitu10. Podobne średnice UCNC mogą być generowane z protokołów na dużą lub małą skalę; reprezentatywne ślady z jednego skanu są przedstawione w Rysunek 2C. Ze względu na ruchy Browna i matematyczny proces dopasowania do równania Stokesa-Einsteina, wiele skanów jest uśrednianych razem w celu wyznaczenia średnich średnic hydrodynamicznych17. Średnie średnice hydrodynamiczne dla próbek pokazanych w Rysunek 2C wynoszą ~75 nm dla dużej partii (polidyspersyjność, PDI: 0,21) i ~66 nm (PDI: 0,15) dla przedstawionej małej partii. Ta zmienność średnicy hydrodynamicznej jest typowa dla każdej partii, niezależnie od skali reakcji.

Na koniec, charakterystyka optyczna jest niezbędna do oceny integralności obudowy powłoki krzemionkowej (Rysunek 2D). W tym przypadku próbka supernatantu odzyskana po pierwszej wirówce została rozcieńczona 10-krotnie w odtlenionym acetonie w komorze rękawicowej. Próbkę rozcieńczono w acetonie w celu zbadania integralności strukturalnej UCNC. W klasie Rysunek 2D, emisja antracenu w górę jest wyraźnie widoczna po napromieniowaniu laserem o długości fali 635 nm, co oznacza, że przeciętna powłoka krzemionkowa pozostaje nienaruszona. Jeśli powłoki krzemionkowe są zbyt cienkie, konwersja światła w górę jest bardzo niska po napromieniowaniu laserem o długości fali 635 nm. Wynika to z rozpuszczenia zawartości konwersji w górę i rozcieńczenia w acetonie do stężenia zbyt niskiego, aby wytworzyć jasną emisję w górę10.

figure-results-1
Rysunek 1: Rysunkowy obraz procesu syntezy nanokapsułek w górę na małą i dużą skalę. Figura ta została stworzona za pomocą Biorender.com. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: Reprezentatywna charakterystyka nanokapsułek za pomocą mikroskopii i spektroskopii. (A) SEM UCNC pokazuje skalę i jednorodność syntezy nanokapsułek z konwersją w górę. Podziałka = 200 nm. (B) SEM UCNC, które uległy stopieniu w ultrawysokiej próżni w ciągu ~30 minut. Próbki SEM przygotowano przez odlewanie kroplowe roztworów UCNC w dejonizowanej wodzie ultraczystej. Podziałka = 20 μm. (C) Reprezentatywne ślady DLS nanokapsułek konwersji w górę przygotowanych na małą i dużą skalę. UCNC rozcieńczono w dejonizowanej ultraczystej wodzie. (D) Emisja TIPS-an w UCNC rozcieńczonych acetonem została wygenerowana po napromieniowaniu laserem o długości fali 635 nm o mocy ~65 W cm-2. Ta jasna konwersja w górę oznacza, że otoczki krzemionkowe są wystarczająco grube, aby zapobiec wylaniu się zawartości nanokapsułki. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dyskusja

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

Podczas przygotowywania jasnych nanokapsułek konwertujących w górę należy wziąć pod uwagę kilka kwestii. Po pierwsze, synteza odbywa się w komorze rękawicowej, ponieważ materiały konwersji w górę muszą być chronione przed tlenem - dobrze wiadomo, że strumień światła konwersji w górę jest zmniejszony w obecności tlenu 13,14,15,16. Dodatkowo roztwory podstawowe uczulacza i anihilatora powinny być przygotowywane świeże dla każdej partii. Wykazano, że PdTPTBP i inne metalizowane porfiryny demetalizują się w oświetleniu otoczenia w obecności kwasu18, a wiadomo, że antraceny agregują się z czasem19. Efekty te można zminimalizować, przygotowując świeże roztwory pod czerwonym oświetleniem dla każdej syntezy. Autorzy zauważają, że rygorystyczne czerwone oświetlenie nie jest już wymagane po zmieszaniu metalizowanej porfiryny i antracenu, a oświetlenie otoczenia jest dopuszczalne do użycia po tym kroku. Wreszcie, do syntezy na dużą skalę, zaleca się przygotowanie co najmniej 1,75 ml roztworu podstawowego do konwersji w górę, ponieważ dodanie mniej niż 1,45 ml tego roztworu w celu wytworzenia UCNC zmieni proporcje wszystkich innych wymaganych odczynników, a także tworzenie nanokropel w zależności od stężenia. Podobnie, w przypadku syntezy na małą skalę, zaleca się przygotowanie 250 μl roztworu podstawowego do konwersji w górę w tych samych proporcjach. Na koniec, używając mikropipety do dozowania roztworów podstawowych kwasu oleinowego, powoli zwolnij tłok i poczekaj, aż całkowicie się podniesie, aby dozować żądaną objętość. Kwas oleinowy powoli wypełnia końcówkę pipety ze względu na swoją wysoką lepkość i łatwo jest przypadkowo dozować mniej roztworu niż oczekiwano.

Ważne jest, aby zrozumieć, że wytwarzanie nanokropelek kwasu oleinowego jest wrażliwe na czas mieszania, prędkość i znaczne zmiany temperatury. Na przykład wybór blendera jest znaczący i może wpływać na tworzenie się nanokropelek kwasu oleinowego. W początkowej fazie rozwoju przetestowano wiele marek blenderów. Blender zalecany w Tabeli Materiałów doprowadził do wytworzenia stosunkowo lepszych i powtarzalnych nanokapsułek opisanych w tym protokole. Warto zauważyć, że silne mieszanie zwiększa temperaturę emulsji i zmniejsza wydajność tworzenia nanokropel kwasu oleinowego. Ostrza blendera muszą być całkowicie zanurzone w wodzie, aby jak najlepiej kontrolować temperaturę, co było jednym z czynników branych pod uwagę przy określaniu wymaganej objętości wody przedstawionej tutaj10. Dodatkowo, wcześniejsze schłodzenie wody zmniejsza agregację kropel w emulsji, co ostatecznie poprawia wydajność nanokapsułek do syntezy na dużą skalę. Z drugiej strony, w przypadku syntezy na małą skalę, schładzanie wody nie zmienia znacząco tworzenia się nanokropelek oleiny, prawdopodobnie dlatego, że trzymanie fiolki o pojemności 40 ml nie podnosi temperatury wody tak bardzo, jak ostrza blendera.

Dodatek APTES jest znaczącym etapem syntezy, ponieważ APTES stabilizuje nanokropelki kwasu oleinowego powstające w wyniku mieszania lub wirowania. Początkowa emulsja nanokropelkowa jest mętną, mętną dyspersją. Po dodaniu APTES roztwór staje się klarowny i przezroczysty, ponieważ nanokropelki są stabilizowane. Średnio wymagane objętości APTES są bardzo zbliżone do tego, co jest przedstawione w protokole, ale czasami potrzeba nieco mniej lub nieco więcej APTES, aby rozwiązanie stało się jasne. W związku z tym dodawanie APTES powinno być traktowane w sposób analogiczny do przeprowadzania innych miareczkowania20. Dodanie zbyt dużej ilości APTES (tj. poza "po prostu czystym" roztworem) zakłóci tworzenie się otoczki nanokapsułek i zmniejszy wydajność. W tym celu, jeśli do wytworzenia klarownej zawiesiny wymagane są znacznie różne objętości APTES lub nigdy nie zostanie osiągnięta klarowna zawiesina, oznacza to, że konieczne jest rozwiązywanie problemów w celu optymalizacji tworzenia nanokropel kwasu oleinowego. Na przykład, jeśli wytwarzanie nanokropel jest nieefektywne, objętość kropli, a tym samym powierzchnia nanokropli, będzie większa niż oczekiwano i może wymagać większej liczby APTE. Zaobserwowano to w syntezie na małą skalę i można temu zaradzić na wiele sposobów, takich jak siła używana do przytrzymania fiolki przy mieszalniku wirowym lub poprzez wydłużenie czasu wirowania.

Dodatkowo, 10K MPEG-silan musi być dodany natychmiast po APTES, aby zapobiec agregacji i nie można go pominąć10. Bez dodatku 10K MPEG-silanu obserwuje się nieodwracalną agregację w ciągu ~30 min w postaci wytwarzania osadów. Chociaż silan 5K MPEG można zastąpić silanem 10K MPEG, silany MPEG o niższej masie cząsteczkowej nie zapobiegają w wystarczającym stopniu agregacji przy stałym stężeniu.

Tworzenie się powłoki krzemionkowej jest kluczem do nadania trwałości UCNC, gdy jest rozproszone w różnych roztworach. Podczas gdy wzrost powłoki krzemionkowej jest na ogół dobrze zbadany 21,22,23, często stosowana kataliza kwasowa lub zasadowa 21 w celu pobudzenia wzrostu krzemionki nie jest tutaj stosowana, ponieważ ogrzewanie jest wystarczające do wytworzenia trwałej, usieciowanej powłoki krzemionkowej. Aby monitorować tworzenie się otoczki krzemionkowej w czasie, należy obserwować jasną konwersję w górę po 100-krotnym rozcieńczeniu podwielokrotności reakcji nanokapsuły w rozpuszczalniku organicznym, takim jak aceton, z minimalną fosforescencją uczulającą dla układu PdTPTBP/TIPS-an (rysunek 2D i odniesienie10). Zazwyczaj jasną konwersję w górę można zaobserwować po około 24 godzinach, ale 48 godzin zwiększy względną emisję, co oznacza, że większa populacja UCNC posiada trwałą powłokę. Należy pamiętać, że emisja UC zależy od mocy napromieniowania i należy zastosować odpowiednią gęstość mocy. Dla przykładu, w opisywanym tu układzie, do zobaczenia jasnego PL z konwersją w górę wymagane są gęstości mocy rzędu ~65 W cm-2.

Drugi dodatek 10K MPEG-silanu po 40 godzinach wzrostu krzemionki poprawia dyspergowalność nanokapsułek w rozpuszczalnikach organicznych. Podczas gdy UCNC będą nadal dyspergować w wielu rozpuszczalnikach bez tego drugiego dodatku 10K MPEG-silanu, drugi dodatek jest wysoce zalecany w celu zwiększenia ładunków UCNC masowo w roztworze. Na przykład, w celu zastosowania w żywicy do druku 3D, 0,67 g ml-1 pasty nanokapsułkowej zdyspergowano w kwasie akrylowym10.

Wystawienie UCNC na działanie tlenu podczas całego wielodniowego procesu produkcyjnego powoduje wnikanie tlenu w stężeniach, które znacznie zmniejszają fotoluminescencję w górę. Aby zapewnić utrzymanie obojętnej atmosfery podczas 48 godzin mieszania w atmosferze otoczenia, w zależności od skali reakcji stosuje się różne protokoły. W dużych skalach etanol wytwarzany podczas wzrostu krzemionki może wytwarzać znaczne ciśnienia, które mogą prowadzić do usunięcia przyczepionej przegrody lub utraty integralności strukturalnej naczynia reakcyjnego24. W związku z tym kolba o pojemności 500 ml powinna być podłączona do przewodu Schlenka, aby umożliwić uwolnienie ciśnienia w atmosferze obojętnej. W przypadku małych skal uszczelnienie szklanej fiolki o pojemności 40 ml folią uszczelniającą lub taśmą izolacyjną pozwala zachować integralność strukturalną uszczelnienia. Bez uszczelnienia wieczka fiolki, wzrost ciśnienia spowoduje powolne odkręcenie wieczka i umożliwi wniknięcie tlenu.

Oczyszczanie reakcyjne przez wirowanie oddziela UCNC od innych niepożądanych produktów ubocznych. Wiele marek wirówek i wirników jest kompatybilnych z tym oczyszczaniem, jeśli dostępna jest siła g podana w protokole. Siłę g można przeliczyć na obroty na minutę w oparciu o wymiary wirnika wirówki25. Dopuszczalna jest krótkotrwała ekspozycja UCNC na działanie atmosfery otoczenia podczas wirowania, o ile po oczyszczeniu są one przechowywane w atmosferze obojętnej. Jednym z ograniczeń tej syntezy jest to, że wydajność atomów jest trudna do oszacowania w stosunku do wejściowych substancji chemicznych. Po odwirowaniu ta wielkoskalowa synteza nanokapsułek powinna dać około 10 g pasty, a synteza na małą skalę powinna dać około 1,0 g pasty w kapsułkach. Nie jest jasne, w jakim stopniu TEOS jest wykorzystywany do tworzenia powłoki UCNC. Osad wyrzucony po pierwszym odwirowaniu składa się z krzemionki o dużej masie cząsteczkowej, która nie jest włączona do UCNC. Po drugim odwirowaniu supernatant można ponownie odwirować w celu zwiększenia zebranej masy. Nie zaleca się wydłużania czasu wirowania powyżej 16 godzin, ponieważ pasta z miękkich kapsułek zestala się w zwarty film, którego nie można zdyspergować w innych rozpuszczalnikach. Mimo to masy pasty kapsułkowej zbieranej z partii na partię są spójne i wystarczające do późniejszego użycia i charakteryzacji.

Trwałość UCNC może się różnić w zależności od rozpuszczalnika, a także od warunków przechowywania. Podczas gdy pasta UCNC zebrana przez wirowanie jest bezużyteczna po 48 godzinach, gdy woda odparowuje, nanokapsułki są trwałe w różnych rozpuszczalnikach. W wodzie trwałość UCNC jest rzędu kilku miesięcy. W przypadku kwasu akrylowego trwałość jest zmniejszona do kilku dni, głównie dlatego, że rozpuszczalnik kwasu akrylowego jest niestabilny i może ulegać polimeryzacji, gdy jest przechowywany w warunkach beztlenowych10,26. Dalsze badania trwałości UCNC zależne od rozpuszczalników są w toku.

Synteza na małą skalę jest szczególnie przydatna do względnych porównań fotoluminescencji z konwersją w górę między różnymi preparatami. Pastę NC zebraną po drugim odwirowaniu należy zdyspergować w wodzie o stężeniu 100-200 mg mL-1 i rozcieńczyć w acetonie (lub innym rozpuszczalniku według uznania). Co najmniej 25% objętości roztworu musi zawierać wodę (np. 25/75 woda/aceton v/v), aby utrzymać NC w zawieszeniu i zapobiec tworzeniu się osadów. Porównanie względnej emisji konwersji w górę między partiami było konieczne do określenia stężeń uczulacza i anihilatora w tym protokole. Być może wbrew intuicji, stosunek uczulacza do anihilatora wymagany do maksymalizacji strumienia świetlnego w nanokapsułkach UC do druku 3D może nie być równoważny stosunkowi, który maksymalizuje wydajność kwantową UC27 w roztworach podstawowych kwasu oleinowego.

Podsumowując, szczegółowy protokół i najlepsze praktyki syntezy nanokapsułek do konwersji w górę są rozwijane krok po kroku10. Ponieważ inne metody hermetyzacji materiałów do konwersji w górę do stosowania w rzeczywistych zastosowaniach są kompatybilne tylko ze środowiskami wodnymi16, synteza ta jest istotna, ponieważ pozwala na zastosowanie materiałów do konwersji w górę w różnych środowiskach chemicznych, takich jak rozpuszczalniki organiczne. Metody te posłużą do zwiększenia podejść do dostępu do wolumetrycznego druku 3D do precyzyjnej produkcji addytywnej oraz w każdym zastosowaniu wymagającym wysokoenergetycznego światła poza powierzchnią.

Oświadczenia

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

Uniwersytet Harvarda złożył kilka patentów w oparciu o tę pracę. SNS, RCS i DNC są współzałożycielami Quadratic3D, Inc.

Podziękowania

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

Finansowanie: Te badania są finansowane dzięki wsparciu Rowland Fellowship w Instytucie Rowlanda na Uniwersytecie Harvarda, Harvard PSE Accelerator Fund, oraz Fundacji Gordona i Betty Moore. Część tych prac została wykonana w Harvard Center for Nanoscale Systems (CNS), członku National Nanotechnology Coordinated Infrastructure Network (NNCI), która jest wspierana przez National Science Foundation w ramach NSF, Award No. 1541959. Część tych prac została wykonana w Stanford Nano Shared Facilities (SNSF), wspieranym przez National Science Foundation w ramach nagrody ECCS-2026822. Część tych prac została wykonana w Centrum Wiedzy o Strukturze Makromolekularnej Stanford ChEM-H.

Podziękowania: THS i SNS dziękują za wsparcie dla Arnolda O. Beckmana Postdoctoral Fellowships. MS dziękuje za wsparcie finansowe w postaci stypendium Doc. Mobility Fellowship ze Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (projekt nr P1SKP2 187676). PN dziękuje za wsparcie Stanford Graduate Fellowship in Science & Engineering (SGF) jako Gabilan Fellow. MH był częściowo wspierany przez Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności w ramach grantu nr 1. HR00112220010. AOG dziękuje za wsparcie stypendium National Science Foundation Graduate Research Fellowship w ramach grantu DGE-1656518 oraz stypendium Stanford Graduate Fellowship in Science & Engineering (SGF) jako stypendysta Scotta A. i Geraldine D. Macomberów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Chemicals
(3-aminopropylo)trietoksysilan, bezwodnyAcros Organic/Fisher Scientific 
10K MPEG-SilaneNanosoft Polymers2526
Kwas oleinowy (99%)Beantown Chemical126125
Pd (II) mezotetrafenylotetrabenzoporfina (PdTBTP)Frontier Scientific 41217
ortokrzemian tetraetylu, bezwodnyMillipore Sigma86578
TIPS-AntracenMillipore Sigma731439
Reprezentatywna ultrawirówka do oczyszczania nanokapsułekChociaż można użyć mniejszej wirówki, ultrawirówka jest wygodna do wirowania w ciągu 12-14 godzin w celu wyizolowania pasty nanokapsułek do konwersji.
500 mL, Butelka z poliwęglanu z zespołem nakrętki, 69 x 160 mm - 6 sztBeckman-Coulter355605
Avanti J-26S XP Wysokowydajna wirówkaBeckman-CoulterAvanti J-26S XP
JA-10 Aluminiowy wirnik o stałym kącie nachylenia - 6 x 500 mL; 10 000 obr./min; 17 700 x gBeckman-Coulter369687
specjalistyczne urządzenia produkcyjne i materiały eksploatacyjne
3M 03429NA 051131034297 Szkocka taśma izolacyjna, 3/4 cala na 66 stóp,, 1 rolka, 3/4 stopy
40 ml (28 mm OD x 95 mm wysokości, rozmiar gwintu 24-400)Fisher ScientificCG490006Synteza na małą skalę
500 ml RBF z pojedynczą szyjką, 24/40 Złącze zewnętrzneChemglassCG-1506-20Synteza
na dużą skalęMieszadło w kształcie jajka do stosowania w kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml (średnica 6,35 mm, długość 16 mm)Fisher Scientific14-512-122syntezy na dużą skalę
MbraunLabStar ProJest to komora rękawicowa używana przez autorów. Jednak tak długo, jak tlen może być utrzymywany na poziomie poniżej ~10 ppm, każdy model jest akceptowalny.
Magnetyczna płytka mieszająca - wewnątrz schowka podręcznegoDowolna marka
Magnetyczna płytka mieszająca z regulacją temperatury (kąpiel olejowa lub bloki grzewcze) - na zewnątrz schowka podręcznegoMieszadło dowolnej marki
w kształcie ośmiokąta do stosowania w fiolce scyntylacyjnej o pojemności 40 ml (średnica 3 mm, długość 12 mm)VWR58947-140Synteza na małą skalę
Folia do pakowania Parafilm MFisher Scientific  S37440
Precyzyjna uszczelka gumowa septaMillipore SigmaZ554103-10EASynteza na dużą skalę
Vitamix BlenderVitamix.comE310Synteza na dużą skalę
Vortex Genie 2Millipore SigmaZ258415Synteza na małą skalę
Reprezentatywna charakterystyka Oprzyrządowanie i akcesoria
Analizator wielkości nanocząstek Brookhaven Instruments 90PlusBrookhaven Instruments
Seria M Laser 635nm 300-500mWDragon Lasers Padającadługość fali do charakteryzacji fotoluminescencji w górę. Laser powinien być używany wyłącznie przez przeszkolonych badaczy w dedykowanej przestrzeni optycznej z odpowiednimi protokołami bezpieczeństwa. Laser powinien być zogniskowany za pomocą soczewki, aby zwiększyć gęstość padającej mocy.
P50-1-UV-VISOcean InsightP50-1-UV-VISkrosowy do
spektrometru QE Pro QE ProOcean InsightSpektrometr QEPRO-VIS-NIRdo zbierania fotoluminescencji z konwersją w górę.
Skaningowy mikroskop elektronowy z emisją pola Supra55VP (FESEM)Zeiss
AC430941000. Fiolki scyntylacyjne Amazon Komora rękawicowa do

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. High Resolution SLA and SLS 3D Printers for Professionals. Formlabs. , Available from: https://formlabs.com (2022).
  2. Zhang, D., Liu, X., Qiu, J. 3D printing of glass by additive manufacturing techniques: a review. Frontiers of Optoelectronics. 14 (3), 263-277 (2021).
  3. Chen, Z., et al. 3D printing of ceramics: A review. Journal of the European Ceramic Society. 39 (4), 661-687 (2019).
  4. Zhang, F., et al. A review of 3D printed porous ceramics. Journal of the European Ceramic Society. 42 (8), 3351-3373 (2022).
  5. Frazier, W. E. Metal additive manufacturing: A review. Journal of Materials Engineering and Performance. 23 (6), 1917-1928 (2014).
  6. Ligon, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., Mülhaupt, R. Polymers for 3D printing and customized additive manufacturing. Chemical Reviews. 117 (15), 10212-10290 (2017).
  7. Bagheri, A., Jin, J. Photopolymerization in 3D printing. ACS Applied Polymer Materials. 1 (4), 593-611 (2019).
  8. Geng, Q., Wang, D., Chen, P., Chen, S. -C. Ultrafast multi-focus 3-D nano-fabrication based on two-photon polymerization. Nature Communications. 10 (1), 2179(2019).
  9. LaFratta, C. N., Li, L. Making two-photon polymerization faster. Three-dimensional Microfabrication using Two-Photon Polymerization. , William Andrew Publishing. 221-241 (2016).
  10. Sanders, S. N., et al. Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing. Nature. 604 (7906), 474-478 (2022).
  11. Anscombe, N. Direct laser writing. Nature Photonics. 4 (1), 22-23 (2010).
  12. Xiong, W., et al. Simultaneous additive and subtractive three-dimensional nanofabrication using integrated two-photon polymerization and multiphoton ablation. Light: Science & Applications. 1 (4), 6(2012).
  13. Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. Photon upconversion based on sensitized triplet-triplet annihilation. Coordination Chemistry Reviews. 254 (21), 2560-2573 (2010).
  14. Rauch, M. P., Knowles, R. R. Applications and prospects for triplet-triplet annihilation photon upconversion. CHIMIA International Journal for Chemistry. 72 (7), 501-507 (2018).
  15. Seo, S. E., et al. Recent advances in materials for and applications of triplet-triplet annihilation-based upconversion. Journal of Materials Chemistry C. 10 (12), 4483-4496 (2022).
  16. Ahmad, W., et al. Strategies for combining triplet-triplet annihilation upconversion sensitizers and acceptors in a host matrix. Coordination Chemistry Reviews. , 439-213944 (2021).
  17. Stetefeld, J., McKenna, S. A., Patel, T. R. Dynamic light scattering: a practical guide and applications in biomedical sciences. Biophysical Reviews. 8 (4), 409-427 (2016).
  18. Speckbacher, M., Yu, L., Lindsey, J. S. Formation of porphyrins in the presence of acid-labile metalloporphyrins: A new route to mixed-metal multiporphyrin arrays. Inorganic Chemistry. 42 (14), 4322-4337 (2003).
  19. Congrave, D. G., et al. Suppressing aggregation induced quenching in anthracene based conjugated polymers. Polymer Chemistry. 12 (12), 1830-1836 (2021).
  20. Titration: Principles, volumetric analysis | General Chemistry. JoVE. , Available from: https://www.jove.com/v/5699/introduction-to-titration (2022).
  21. Cushing, B. L., Kolesnichenko, V. L., O'Connor, C. J. Recent advances in the liquid-phase syntheses of inorganic nanoparticles. Chemical Reviews. 104 (9), 3893-3946 (2004).
  22. Han, L., et al. Anionic surfactants templating route for synthesizing silica hollow spheres with different shell porosity. Solid State Sciences. 13 (4), 721-728 (2011).
  23. Kwon, O. S., Kim, J. -H., Cho, J. K., Kim, J. -H. Triplet-triplet annihilation upconversion in CdS-decorated SiO2 nanocapsules for sub-bandgap photocatalysis. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (1), 318-325 (2015).
  24. Brinker, C. J., Scherer, G. W. Sol-Gel Science: the Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. , Elsevier Science. Saint Louis. (2014).
  25. G Force Calculator - RCF to RPM. , Acrylic acid (HSG 104 (2022).
  26. Acrylic acid (HSG 104, 1997). , Available from: https://inchem.org/documents/hsg/hsg/v104hsg.htm (2022).
  27. de Mello, J. C., Wittmann, H. F., Friend, R. H. An improved experimental determination of external photoluminescence quantum efficiency. Advanced Materials. 9 (3), 230-232 (1997).

Przedruki i uprawnienia

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

Poproś o pozwolenie

Tagi

Nanokapsu ki z konwersj w g renkapsulacja krzemionkowawolumetryczny druk 3Dnanokropla kwasu oleinowegodynamiczne rozpraszanie wiat askaningowa mikroskopia elektronowaanihilator sensybilizatoraczu o na tlen

Powiązane artykuły