Name: Wszechstronna technika tworzenia hierarchicznego projektu z nanoporowatego złota (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-02-10T12:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 28 s
Description: Poznaj metodę tworzenia nanoporowatych elektrod złotych o hierarchicznej strukturze porów dla zastosowań diagnostycznych. Technika dealloyingu umożliwia precyzyjną kontrolę rozmiaru porów i zwiększoną powierzchnię adsorpcji.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca została wsparta nagrodą od NIGMS (GM111835).

1. Konstruowanie powłoki z nanoporowatego złota z hierarchiczną architekturą bimodalną na drutach złotych - Stopowanie
<ol>
	<li>Zmontuj ogniwo elektrochemiczne w zlewce o pojemności 5 ml. Użyj pokrywy na bazie teflonu z trzema otworami, aby pomieścić konfigurację z trzema elektrodami. 
	UWAGA: Teflon jest popularnym materiałem do produkcji pokrywek, ponieważ nie reaguje z innymi chemikaliami.</li>
	<li>W każdym otworze pokrywy należy wygodnie umieścić przeciwelektrodę z drutu platynowego, elektrodę odniesienia Ag/AgCl (nasycony KCl) oraz złoty drut o średnicy 0.2 mm i długości 5.0 mm pełniący funkcję elektrody roboczej (patrz Tabela materiałów). Zachowaj odległość 0,7 cm między elektrodą roboczą a przeciwelektrodą. 
	UWAGA: Długość drutu wynosi 1 cm, a po przypięciu zacisku krokodylkowego odsłonięta część wchodząca do roztworu ma 0,5 cm. Pozostałą część przykrywa się taśmą politetrafluoroetylenową (patrz Tabela materiałów). Długość ta jest precyzyjnie mierzona za pomocą skali za każdym razem, gdy przeprowadzany jest eksperyment. Złoty drut jest czyszczony w kilku krokach przed użyciem w badaniu; Najpierw zanurza się go w stężonym kwasie azotowym, następnie spłukuje i zanurza w roztworze piranii, a na końcu zanurza w borowodorku sodu. Te silne odczynniki pomagają w eliminowaniu wszelkich zanieczyszczeń, które mogą przylegać do drutu.</li>
	<li>Przygotować po 50 mM roztworu K[Ag(CN)2] i K[Au(CN)2] (patrz tabela materiałów) w wodzie. Dodać 0,5 ml roztworu K[Au(CN)2] i 4,5 ml roztworu soli K[Ag(CN)2] do zlewki o pojemności 5 ml. 
	UWAGA: Zachowaj ostrożność podczas obchodzenia się i utylizacji soli cyjanku. Podczas obchodzenia się z nim należy nosić rękawice ochronne, odpowiednią odzież, ochronę dróg oddechowych i ochronę oczu oraz pracować pod wyciągiem. Roztwory soli cyjanku muszą zostać zebrane po zakończeniu eksperymentu i umieszczone w oddzielnym, wyraźnie oznaczonym pojemniku na odpady. W kontakcie z kwasami uwalniają się niebezpieczne opary. Aby zachować ruchliwość jonową, 0,25 M Na2CO3 dodaje się do podstawowych roztworów 40 mM każdej z dwóch soli.</li>
	<li>Dokładnie wymieszać roztwór, wkładając mieszadło magnetyczne do ogniwa elektrochemicznego, ze stałą prędkością mieszania 300 obr./min. 
	UWAGA: Sprawdź, czy mieszadło jest czyste. Woda królewska może być używana do czyszczenia, jeśli są zanieczyszczenia.</li>
	<li>Cyrkuluj argon w roztworze za pomocą silikonowej rurki o średnicy wewnętrznej 1/32 cala (cale), średnicy zewnętrznej 5/32 i grubości ścianki 1/16 cala (patrz tabela materiałów), wchodząc do wnętrza ogniwa elektrochemicznego w celu usunięcia rozpuszczonego tlenu w roztworze elektrolitu. 
	UWAGA: Wycieku w konfiguracji można uniknąć, dokręcając go wystarczająco mocno.</li>
	<li>Podłącz potencjostat za pomocą zacisków krokodylkowych, które są przypinane do odpowiednich elektrod po całkowitym zmontowaniu ogniwa elektrochemicznego. 
	UWAGA: Najlepiej jest oznaczyć klipsy nazwą elektrody, do której zostaną przymocowane, aby uniknąć nieporozumień.</li>
	<li>Użyj oprogramowania (PowerSuite; patrz tabela materiałów) do wykonania elektroosadzania z wykorzystaniem chronoamperometrii po włączeniu potencjostatu. Skonfiguruj oprogramowanie przy użyciu żądanych parametrów. Przez 600 s potencjał jest mierzony w czasie ze stałą wartością -1,0 V15. 
	UWAGA: Poczekaj, aż proces uruchamiania zakończy się sam przed określeniem parametrów. Plik uzupełniający 1 zawiera zrzuty ekranu dotyczące korzystania z tego konkretnego oprogramowania.</li>
	<li>Naciśnij run i wybierz ogniwo zewnętrzne, aby zakończyć osadzanie stopu na elektrodzie roboczej. Na końcu procesu widoczna jest gruba biała powłoka. 
	UWAGA: Upewnij się, że połączenia są bezpieczne, a roztwór stale się miesza. Jeśli wszystko działa tak jak powinno, prąd oscyluje między 300 a 400 μA.</li>
</ol>
2. Konstruowanie powłoki z nanoporowatego złota o hierarchicznej architekturze bimodalnej na złotych drutach - Dealloying
UWAGA: Ta faza protokołu opiera się na częściowym rozdzielaniu drutów stopowych.
<ol>
	<li>Skonfiguruj ogniwo elektrochemiczne jeszcze raz, tak jak w poprzednim procesie (krok 1.2), w którym trzy elektrody są utrzymywane w odległości 0,7 cm od siebie w roztworze elektrolitu. Użyj 4 ml 1 N kwasu azotowego jako roztworu elektrolitu do częściowego rozdzielania. 
	UWAGA: Ponieważ elektrolit jest rozcieńczony, nie usuwa całkowicie mniej szlachetnego pierwiastka, jakim jest w tym przypadku srebro.</li>
	<li>Pozostaw pręt mieszadła włączony, aby równomiernie rozprowadzać roztwór ze stałą prędkością 300 obr./min.</li>
	<li>Po ustawieniu ogniwa elektrochemicznego przymocuj potencjostat za pomocą zacisków krokodylkowych, które są przypięte do odpowiednich elektrod.</li>
	<li>Ponownie skorzystaj z oprogramowania chronoamperometrycznego, ale tym razem wybierz potencjał 0,6 V przez 600 s.</li>
	<li>Naciśnij przycisk uruchom, a następnie wybierz ogniwo zewnętrzne, aby zakończyć układanie osadzonego stopu na elektrodzie roboczej. 
	UWAGA: Po wykonaniu tego kroku kolor przewodu zmieni się na szaro-.</li>
</ol>
3. Konstruowanie powłoki z nanoporowatego złota z hierarchiczną architekturą bimodalną na drutach złotych - Wyżarzanie
<ol>
	<li>Przechowuj uszkodzone druty w szklanej fiolce wewnątrz pieca.</li>
	<li>Utrzymuj temperaturę w piecu na poziomie 600 °C przez 3 h. 
	UWAGA: Temperatura i czas trwania zostały dobrane na podstawie badań optymalizacyjnych, które wykazały, że niższe temperatury nie powodowały zgrubienia porów, natomiast wyższe temperatury i dłuższy czas powodowały pęknięcia w strukturze.</li>
	<li>Wyjąć fiolkę po zakończeniu procedury i wyłączeniu pieca. Poczekaj, aż fiolka ostygnie do temperatury pokojowej. 
	UWAGA: Gorącą fiolkę wyjmuje się z pieca za pomocą zestawu szczypiec.</li>
</ol>
4. Konstruowanie powłoki z nanoporowatego złota z hierarchiczną architekturą bimodalną na złotych drutach - Dealloying
<ol>
	<li>Zanurzyć częściowo wyżarzone druty w 4 ml stężonego kwasu azotowego. 
	UWAGA: Podczas przenoszenia stężonego kwasu do szklanej fiolki zawierającej druty, należy upewnić się, że używana jest szklana pipeta.</li>
	<li>Częściowo wyżarzone druty pozostawić na noc w szklanej fiolce zawierającej mocny kwas azotowy w dygestorium. 
	UWAGA: Okres dealloyingu został utrzymany na poziomie 24 godzin, aby umożliwić pełne dealloying.</li>
	<li>Utwórz druty pokryte hb-NPG następnego dnia (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Dokładnie spłucz je wodą dejonizowaną, a następnie płucz etanolem, zanim zostaną użyte w kolejnych badaniach. Po wyschnięciu użyj drutów w eksperymentach. Do przygotowania hb-NPG. każdorazowo używana jest świeża partia czystych drutów złotych
	UWAGA: Każdy etap syntezy ma kluczowe znaczenie dla uzyskania struktury bimodalnej. Jeśli którykolwiek z kroków zostanie pominięty, powstanie tylko jednomodalna struktura porów.</li>
</ol>
5. charakterystyka hb-NPG
<ol>
	<li>Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) - przygotowanie próbki
	<ol>
		<li>Upewnij się, że używasz czystego aluminiowego króćca jako podstawy do przygotowania próbki do obrazowania SEM. 
		UWAGA: Kikuty są czyszczone rozcieńczonym kwasem azotowym, spłukiwane etanolem, suszone i przechowywane w pojemniku pokrytym parafiną przed ponownym użyciem.</li>
		<li>Umieść nowo wycięty kawałek taśmy węglowej na płaskiej podstawie aluminiowego króćca.</li>
		<li>Za pomocą pęsety odetnij małe kawałki drutu pokrytego hb-NPG i przyklej je do taśmy węglowej. 
		UWAGA: Upewnij się, że drut jest delikatnie chwycony pęsetą, aby zapobiec odpadaniu powłoki.</li>
		<li>Ułóż wycięte kawałki poziomo, aby ujawnić ich morfologię pod SEM (patrz Tabela Materiałów); kawałki ułożone pionowo mogą ujawnić grubość materiału osadzonego na złotym drucie (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). 
		UWAGA: Jeśli elektroda ma jakąkolwiek wilgoć, komora zostanie zanieczyszczona, co spowoduje zamglenie obrazów. Dlatego przed wykonaniem obrazowania SEM należy umieścić elektrodę w próżni na noc.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Konfiguracja studzienki SEM
	<ol>
		<li>Odpowietrzyć komorę za pomocą opcji "odpowietrznik" z oprogramowania "mikroskop XT", aby łatwo otworzyć drzwi komory. 
		UWAGA: Oprogramowanie "mikroskop XT" jest dostarczane z systemem SEM. Komora musi być najpierw całkowicie przewietrzona, zanim drzwi będą mogły się płynnie otworzyć, co zwykle trwa 3-5 minut. Ponadto ciśnienie butli z azotem musi być niższe niż 5 psi. Plik uzupełniający 1 zawiera zrzuty ekranu dotyczące korzystania z tego konkretnego oprogramowania.</li>
		<li>Za pomocą specjalnego zakrzywionego przodu pęsety mocno chwyć okrągły aluminiowy króciec, włóż czystą próbkę, która została wcześniej umieszczona na króćcu, do komory i umieść ją na stoliku na próbki. 
		UWAGA: Upewnij się, że scena jest czysta; jeśli są jakieś rozlane płyny, usuń je acetonem i niestrzępiącą się ściereczką (patrz Tabela materiałów).</li>
		<li>Wybierz opcję "pompa" po umieszczeniu próbki w komorze, aby wytworzyć środowisko podobne do próżni. 
		UWAGA: Przepompowanie komory zajmuje około 3 minut. Przed włączeniem belki użytkownik musi poczekać na zakończenie pompowania.</li>
		<li>Korzystając z kamery nawigacyjnej, kliknij obraz w czasie rzeczywistym, aby obserwować dokładną lokalizację próbki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Obrazowanie próbki
	<ol>
		<li>Najpierw włącz wiązkę, aby przechwycić obraz próbki. 
		UWAGA: Przed włączeniem belki upewnij się, że system jest odkurzony.</li>
		<li>Aby przenieść przykładowy obraz z obrazu zebranego przez kamerę nawigacyjną na środek ekranu i wyostrzyć ostrość, kliknij go dwukrotnie.</li>
		<li>Upewnij się, że obrazy są tworzone przy użyciu obrazowania za pomocą kompatybilnego oprogramowania i detektora Everhart-Thornley (ETD). Konieczna jest optymalizacja rozmiaru plamki, szybkości skanowania i potencjału. 
		UWAGA: Rozpoczęcie od niższego potencjału i wielkości plamki przed przejściem w górę jest zawsze obiecujące.</li>
		<li>Dostosuj stage odległość od źródła wiązki do 10 mm. 
		UWAGA: Aby precyzyjnie zmierzyć odległość między stage a źródłem; system musi być zogniskowany i połączony z osią Z.</li>
		<li>Aby dowiedzieć się więcej o architekturze, która jest obecna w niższej skali, zwiększ powiększenie po uzyskaniu ostrego obrazu przy niższym powiększeniu (<silna klasa="xfig">Rysunek 3). 
		UWAGA: Każdy poziom powiększenia wymaga ustawienia ostrości.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>SEM i spektroskopia dyspersji energii (EDS) do badania składu pierwiastkowego próbki
	<ol>
		<li>Wybierając opcję koloru SEM w oprogramowaniu, określ skład pierwiastkowy materiału (<silna klasa="xfig">Rysunek 4). Automatycznie przypisuje różne kolory do różnych elementów próbki. Możliwe jest jednak również ręczne wybieranie kolorów i elementów. 
		UWAGA: Bardzo ważne jest, aby zapoznać się z tabelą analizy składu pierwiastkowego i procentami atomowymi pierwiastków, aby wykluczyć wybory, które mają atomowy procent równy 0.</li>
		<li>Poprzez włożenie detektora EDS należy poddać badaną próbkę spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii. Do zbierania danych EDS należy wykorzystać potencjał 15 kV i wielkość plamki 12. 
		UWAGA: Po naciśnięciu przycisku insert, na ekranie wyświetla się włożony detektor w czasie rzeczywistym.</li>
		<li>Sprawdź, czy program umożliwia tworzenie małych ramek do wybierania dyskretnych regionów na ekranie przykładowego obrazu, w celu zebrania informacji do kompozycji pierwiastkowej. 
		UWAGA: Aby uzyskać dokładne statystyki, musi istnieć od 50 do 100 000 zliczeń. Na panelu wyświetlany jest ogólny stan zebranych danych. Na zakończenie sporządzany jest raport.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Woltamperometria cykliczna (CV) dla powierzchni czynnej elektrochemicznie
<ol>
	<li>Wykonaj metodę usuwania tlenku złota, która polega na ręcznym ustawieniu ogniwa elektrochemicznego z elektrodą odniesienia, przeciwelektrodą i elektrodą roboczą zanurzonymi w elektrolicie. 
	UWAGA: W niniejszym badaniu drut Pt służy jako elektroda przeciwstawna, hb-NPG jest elektrodą roboczą, a Ag / AgCl służy jako elektroda odniesienia. Kwas siarkowy 0,5 N służy jako elektrolit. Zaleca się oczyszczenie elektrody referencyjnej i przeciwelektrody w rozcieńczonym kwasie azotowym przed użyciem. Ponadto należy unikać ponownego użycia elektrolitu.</li>
	<li>Po nawiązaniu połączeń z potencjostatem należy wybrać z programu opcję CV i skonfigurować parametry. Ustal zakres potencjału od -0,2 do 1,6 V (<silna klasa="xfig">Rysunek 5) i z powrotem do -0,2 V (w porównaniu z Ag/AgCl) wraz z szybkością skanowania 100 mV/s. 
	UWAGA: Nie jest wymagane mieszanie.</li>
	<li>Kliknij przycisk uruchamiania, aby przeprowadzić skanowanie cykliczne. Upewnij się, że skanowanie wsteczne ujawnia zauważalny szczyt. Korzystając z podanego współczynnika konwersji 400 μC cm-2, zintegruj ładunek pod pikiem pochodzącym z redukcji monowarstwy tlenku złota, aby określić pole powierzchni elektrochemicznej drutu hb-NPG. 
	UWAGA: Styczna musi być narysowana prawidłowo, aby prawidłowo zintegrować ładunek pod szczytem.</li>
	<li>Przeprowadź identyczny zestaw eksperymentów na drutach chemicznie przetworzonych i po połączeniu chemicznie i elektrochemicznych na drutach stopowych Au:Ag (10:90), aby zrozumieć kluczowe znaczenie procedur podwójnej separacji.</li>
</ol>
7. Technika wyczerpywania roztworu do badania obciążenia białkami
<ol>
	<li>Aby zbadać obciążenie cząsteczek białka w czasie rzeczywistym na powierzchni hb-NPG, należy użyć spektrofotometru w ultrafiolecie widzialnym (UV-vis) (patrz tabela materiałów). 
	UWAGA: W tym badaniu roztwory białkowe fetuiny, albuminy surowicy bydlęcej (BSA) i peroksydazy chrzanowej (HRP) (patrz tabela materiałów) przygotowano oddzielnie w stężeniach odpowiednio 1 mg/ml, 0,5 mg/ml i 1 mg/ml w 0,01 M (pH = 7,4) buforze soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (PBS). Bardzo ważne jest, aby wybrać bufor i pH, które utrzymują stabilność białka.</li>
	<li>Korekcję linii bazowej należy wykonać tylko przy użyciu bufora. Wybierz parametry oprogramowania, w tym długość fali, czas i szybkość, po wprowadzeniu poprawki. Następnie umieść 500 μl roztworu białka w kuwecie.</li>
	<li>Upewnij się, że monitorowanie białka w czasie rzeczywistym rozpoczyna się po dodaniu hb-NPG do roztworu. Monitoruj zmianę absorbancji po każdej minucie przez 120 minut przy 280 nm po naciśnięciu przycisku start (<silna klasa="xfig">Rysunek 6).</li>
</ol>

<ol><li>Fang, M., Dong, G., Wei, R., Ho, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+nanostructures%3A+design+for+sustainable+water+splitting%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Energy+Materials%22%5BJournal%5D)">Hierarchical nanostructures: design for sustainable water splitting.</a> Advanced Energy Materials. 7 (23), 1700559(2017).</li>
<li>Inayat, A., Reinhardt, B., Uhlig, H., Einicke, W. -D., Enke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica+monoliths+with+hierarchical+porosity+obtained+from+porous+glasses%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Silica monoliths with hierarchical porosity obtained from porous glasses.</a> Chemical Society Reviews. 42 (9), 3753-3764 (2013).</li>
<li>Yang, X. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchically+porous+materials%3A+synthesis+strategies+and+structure+design%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Hierarchically porous materials: synthesis strategies and structure design.</a> Chemical Society Reviews. 46 (2), 481-558 (2017).</li>
<li>Qi, Z., Weissmuller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+nested-network+nanostructure+by+dealloying%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Hierarchical nested-network nanostructure by dealloying.</a> ACS Nano. 7 (7), 5948-5954 (2013).</li>
<li>Sondhi, P., Stine, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+to+generate+structurally+hierarchical+architectures+in+nanoporous+coinage+metals%5BTitle%5D)+AND+%22Coatings%22%5BJournal%5D)">Methods to generate structurally hierarchical architectures in nanoporous coinage metals.</a> Coatings. 11 (12), 1440-1456 (2021).</li>
<li>Matharu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoporous-gold-based+electrode+morphology+libraries+for+investigating+structure-property+relationships+in+nucleic+acid+based+electrochemical+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Nanoporous-gold-based electrode morphology libraries for investigating structure-property relationships in nucleic acid based electrochemical biosensors.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (15), 12959-12966 (2017).</li>
<li>Bollella, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+gold%3A+A+new+frontier+for+enzyme-based+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Porous gold: A new frontier for enzyme-based electrodes.</a> Nanomaterials. 10 (4), 722-740 (2020).</li>
<li>Khan, R. K., Yadavalli, V. K., Collinson, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+nanoporous+gold+electrodes+for+electroanalysis+in+complex+matrices%5BTitle%5D)+AND+%22ChemElectroChem%22%5BJournal%5D)">Flexible nanoporous gold electrodes for electroanalysis in complex matrices.</a> ChemElectroChem. 6 (17), 4660-4665 (2019).</li>
<li>Sondhi, P., Stine, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposition+of+nanoporous+gold+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22in+Nanofibers-Synthesis%2C+Properties+and+Applications%22%5BJournal%5D)">Electrodeposition of nanoporous gold thin films.</a> in Nanofibers-Synthesis, Properties and Applications. , 1-21 (2020).</li>
<li>Fujita, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+nanoporous+metals+as+a+path+toward+the+ultimate+three-dimensional+functionality%5BTitle%5D)+AND+%22Science+and+Technology+of+Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Hierarchical nanoporous metals as a path toward the ultimate three-dimensional functionality.</a> Science and Technology of Advanced Materials. 18 (1), 724-740 (2017).</li>
<li>Biener, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoporous+plasmonic+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanoporous plasmonic metamaterials.</a> Advanced Materials. 20 (6), 1211-1217 (2008).</li>
<li>Zhang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+nanoporous+gold+composites+through+chemical+dealloying+of+two+phase+Al-Au+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of nanoporous gold composites through chemical dealloying of two phase Al-Au alloys.</a> Journal of Materials Chemistry. 19 (33), 6042-6050 (2009).</li>
<li>Zhu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+digitally+controlled+catalyst+architectures%3A+Hierarchical+nanoporous+gold+via+3D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Toward digitally controlled catalyst architectures: Hierarchical nanoporous gold via 3D printing.</a> Science Advances. 4 (8), (2018).</li>
<li>Artymowicz, D. M., Erlebacher, J., Newman, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+the+parting+limit+for+de-alloying+and+a+particular+geometric+high-density+site+percolation+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+Magazine%22%5BJournal%5D)">Relationship between the parting limit for de-alloying and a particular geometric high-density site percolation threshold.</a> Philosophical Magazine. 89 (21), 1663-1693 (2009).</li>
<li>Sondhi, P., Neupane, D., Bhattarai, J. K., Demchenko, A. V., Stine, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+fabrication+of+hierarchically+nanostructured+gold+electrode+for+bio-electrochemical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electroanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Facile fabrication of hierarchically nanostructured gold electrode for bio-electrochemical applications.</a> Journal of Electroanalytical Chemistry. 924, 116865(2022).</li>
<li>Cerovic, K., Hutchison, H., Sandenbergh, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+gold+and+a+gold-10%25+silver+alloy+dissolution+in+aqueous+cyanide+in+the+presence+of+lead%5BTitle%5D)+AND+%22Minerals+Engineering%22%5BJournal%5D)">Kinetics of gold and a gold-10% silver alloy dissolution in aqueous cyanide in the presence of lead.</a> Minerals Engineering. 18 (6), 585-590 (2005).</li>
<li>Ciabatti, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+part-ing+with+nitric+acid+in+gold-silver+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Substantia%22%5BJournal%5D)">Gold part-ing with nitric acid in gold-silver alloys.</a> Substantia. 3 (1), 53-60 (2019).</li>
<li>Reyes-Cruz, V., Ponce-de-León, C., González, I., Oropeza, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+deposition+of+silver+and+gold+from+cyanide+leaching+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrometallurgy%22%5BJournal%5D)">Electrochemical deposition of silver and gold from cyanide leaching solutions.</a> Hydrometallurgy. 65 (2-3), 187-203 (2002).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawiono sposób wytwarzania hierarchicznego NPG z porami o dwóch różnych rozmiarach i większą aktywną powierzchnią elektrochemiczną, przy zastosowaniu wieloetapowej procedury obejmującej stopowanie, częściowe odstopowanie, obróbkę termiczną oraz trawienie kwasem.
W procesie stopowania potencjał standardowy prekursorów metalicznych wpływa na ich reaktywność podczas elektrodepozycji. Jony Au i Ag z roztworów ciekłych ulegają redukcji podczas elektrodepozycji16,<...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/65065">Versatile Technique to Produce a Hierarchical Design in Nanoporous Gold</a>. The Authors section was updated from:
Palak Sondhi1 
Dharmendra Neupane2 
Jay K. Bhattarai3 
Hafsah Ali1 
Alexei V. Demchenko4 
Keith J. Stine1 
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Missouri-Saint Louis 
2Food and Drug Administration 
3Mallinckrodt Pharmaceuticals Company 
4Department of Chemistry, Saint Louis University
to:
Palak Sondhi1 
Dharmendra Neupane1 
Jay K. Bhattarai2 
Hafsah Ali1 
Alexei V. Demchenko3 
Keith J. Stine1 
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Missouri-Saint Louis 
2Mallinckrodt Pharmaceuticals Company 
3Department of Chemistry, Saint Louis University

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/65065">Versatile Technique to Produce a Hierarchical Design in Nanoporous Gold</a>. The Authors section was updated.

Erratum: Versatile Technique to Produce a Hierarchical Design in Nanoporous Gold

Często spotykane w naturze, hierarchiczne porowate architektury były naśladowane w nanoskali, aby zmienić fizyczne cechy materiałów w celu poprawy wydajności1. Połączone ze sobą elementy konstrukcyjne o różnych skalach długości są charakterystyczne dla hierarchicznej architektury materiałów porowatych2. Nanoporowate metale Dealloyed mają zazwyczaj jednomodalny rozkład wielkości porów; W związku z tym opracowano wiele technik wytwarzania hierarchicznie bimodalnych porowatych struktur z dwoma oddzielnymi zakresami wielkości porów3. Dwa podstawowe cele podejścia do projektowania materiałów, a mianowicie duża powierzchnia właściwa dla funkcjonalizacji i szybkie ścieżki transportu, które są odrębne i z natury sprzeczne ze sobą, są spełnione przez materiały funkcjonalne o hierarchii strukturalnej4,5. 
Wydajność czujnika elektrochemicznego zależy od morfologii elektrody, ponieważ wielkość porów nanomatrycy jest kluczowa dla transportu i wychwytywania molekularnego. Stwierdzono, że małe pory pomagają w identyfikacji celu w skomplikowanych próbkach, podczas gdy większe pory zwiększają dostępność cząsteczki docelowej, zwiększając zakres wykrywania czujnika6. Wytwarzanie oparte na szablonach, galwanizacja, oddolna chemia syntetyczna, napylanie cienkowarstwowe7, złożone elastyczne matryce oparte na podparciu polidimetylosiloksanu<klasa sup='xref'>8, stopienie różnych metali, a następnie selektywne trawienie mniej szlachetnego metalu i elektroosadzanie to tylko niektóre z metod, które są często stosowane do wprowadzania nanostruktur do elektrody. Jedną z najlepszych metod tworzenia porowatych struktur jest procedura dealloying. Ze względu na rozbieżność w szybkości rozpuszczania, metal protektorowy, który jest metalem mniej szlachetnym, znacząco wpływa na końcową morfologię elektrody. Wzajemnie połączona sieć porów i więzadeł wynika z efektywnego procesu tworzenia struktur nanoporowatego złota (NPG), w którym mniej szlachetny składnik selektywnie rozpuszcza się ze stopu wyjściowego, a pozostałe atomy reorganizują się i konsolidują9. 
Metoda dealloying/plating/re-dealloying używana przez Ding i Erlebachera do tworzenia tych nanostruktur polegała najpierw na poddaniu stopu prekursora złożonemu ze złota i srebra chemicznemu dealloyingowi przy użyciu kwasu azotowego, a następnie podgrzaniu w wyższej temperaturze z pojedynczym rozkładem wielkości porów w celu stworzenia wyższego poziomu hierarchicznego, a następnie usunięciu pozostałego srebra za pomocą drugiego dealloyingu, aby uzyskać niższy poziom hierarchiczny. Ta metoda miała zastosowanie do cienkich folii10. Stosowanie stopów trójskładnikowych, które składają się z dwóch stosunkowo bardziej reaktywnych metali szlachetnych, które są erodowane pojedynczo, było zalecane przez Bienera i wsp.; Cu i Ag zostały początkowo usunięte z materiału Cu-Ag-Au, pozostawiając próbki NPG o bimodalnej strukturze i niskiej gęstości11. Struktury uporządkowane na duże odległości nie są wytwarzane za pomocą opisanych procedur z wykorzystaniem stopów trójskładnikowych. Większe pory zostały wytworzone przez ekstrakcję jednej z faz głównego stopu Al-Au zastosowanego przez Zhanga i wsp., co spowodowało powstanie struktury bimodalnej o minimalnym stopniu uporządkowania12. Uporządkowana struktura hierarchiczna została podobno stworzona przez kontrolowanie kilku skal długości, poprzez wykorzystanie ścieżek przetwarzania, które obejmują demontaż materiałów sypkich i łączenie podstawowych komponentów w większe struktury. W tym przypadku hierarchiczna struktura NPG została stworzona za pomocą bezpośredniego zapisu atramentem (DIW), stopowania i dealloyingu13. 
Tutaj przedstawiono dwuetapową metodę wytwarzania hierarchicznej struktury bimodalnego nanoporowatego złota (hb-NPG) wykorzystującą różne kompozycje stopów Au-Ag. Ilość elementu reaktywnego, poniżej której kończy się rozdzielanie, jest teoretycznie granicą przecinania. Kinetyka dyfuzji powierzchniowej jest nieznacznie uzależniona od granicy rozdzielania lub progu separacji, który zwykle wynosi od 50 do 60 procent atomowych w przypadku elektrolitycznego rozpuszczania bardziej reaktywnego składnika ze stopu dwuskładnikowego. Duża frakcja atomowa Ag w stopie Au:Ag jest niezbędna do pomyślnej syntezy hb-NPG, ponieważ zarówno procesy elektrochemiczne, jak i chemiczne nie mogą być pomyślnie zakończone przy niskich stężeniach w pobliżu granicy separacji14.
Zaletą tej metody jest to, że struktura i wielkość porów mogą być ściśle kontrolowane. Każdy krok w protokole ma kluczowe znaczenie dla dopracowania typowej skali długości porowatości i typowej odległości między więzadłami15. Aby regulować szybkość dyfuzji i rozpuszczania jonów międzyfazowych, przyłożone napięcie jest starannie kalibrowane. Aby zapobiec pękaniu podczas rozpuszczania, szybkość rozpuszczania Ag jest kontrolowana.

<table><tbody><tr><td>Argon sprężony gazem</td><td>Fisher Scientific Compay</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Albumina surowicy bydlęcej (BSA)</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>A9418</td><td>> czystość 98%</td></tr><tr><td>Przeciwelektroda (drut platynowy)</td><td>Alfa Aesar</td><td>43288-BU</td><td>o średnicy 0,5 mm</td></tr><tr><td>Cyfrowy piec laboratoryjny</td><td>Barnstead Thermolyne 47,900</td><td>F47915</td><td>używany do wyżarzania w wysokich temperaturach</td></tr><tr><td>Potencjostat cyfrowy/galwanostat</td><td>EG& G Princeton Applied Research</td><td>273A</td><td>Oprogramowanie PowerPULSE</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>CAS-64-17-5</td><td>HPLC / spektrofotometryczny</td></tr><tr><td>stopień Fetuina z płodu cielęcego surowica</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>F2379</td><td>liofilizowany proszek</td></tr><tr><td>Rolka z drutu złotego</td><td>Mikroskopia elektronowa Sciences (Fort Washington, PA)</td><td>73100</td><td>Średnica 0,2 mm, 10 stóp, 99,9%</td></tr><tr><td>Kwas solny</td><td>Fisher Chemical</td><td>A144C-212</td><td>36,5-38%</td></tr> <tr><td>Nadtlenek wodoru</td><td>Fisher Scientific (Pittsburg, PA)</td> <td>CAS-7732-18-5</td><td>30%</td></tr> <tr><td>chusteczek Kimtech</td><td>Marka naukowa, Kimberly-Clark professional</td><td>34120</td><td>Kwas azotowy 4,4 x 8,2 cala</td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific (Pittsburg, PA)</td> <td>A2008-212</td><td>śladowy stopień metalu</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis PM996</td><td>13-374-10</td><td>4 CALE, x 125 STÓP.</td></tr><tr><td>Peroksydaza z chrzanu (HRP)</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>9003-99-0</td><td></td></tr><tr><td>Rurka silikonowa PharMed</td><td>Norton</td><td>AY242606&nbsp;</td><td>1/32" Średnica wewnętrzna, 5/32" Średnica zewnętrzna, 1/16" Grubość ścianki, 25' Długość</td></tr><tr><td>Dicyjanoargentynian potasu</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>379166</td><td>99,96%, 10 G</td></tr><tr><td>Dicyjanoaurat potasu</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>389867</td><td>99,98%, 1 G</td></tr><tr><td>PowerSuite oprogramowanie</td><td>EG& G Princeton Applied Research</td><td></td><td>jest dostarczany z instrumentem</td></tr><tr><td>Taśma PTFE</td><td>Fisherbrand</td><td>15-078-261</td> 1<td>" szeroka 600"</td></tr><tr><td>długa elektroda referencyjna (Ag/AgCl)</td><td>Princeton Applied Research&nbsp;</td><td>K0265</td><td></td></tr><tr><td>Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) Apreo 2C</td><td>ThermoFisher scientific</td><td>APREO 2 SEM</td><td>wyposażony w technologię Color SEM</td></tr><tr><td>Prostota systemu UV</td><td>Millipore corporation, Boston, MA, USA</td><td>SIMSV00WW</td><td>do wytwarzania wody Milli-Q (18,2 M&Omega; cm przy 25 stopniach; C)&nbsp;</td></tr><tr><td>Borowodorek sodu</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>213462</td><td>100 g</td></tr><tr><td>Węglan sodu</td><td>Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)</td><td>452882</td><td>klasa enzymatyczna, >99%, 100 g</td></tr><tr><td>Baton mieszający</td><td>Fisherbrand</td><td>14-512-153</td><td>5 x 2 mm</td></tr><tr><td>Kwas siarkowy</td><td>Fisher Scientific (Pittsburg, PA)</td>Certyfikat <td>ACS</td> <td>A300C-212</td></tr><tr><td>oraz kuweta kwarcowa Supracil</td><td>Fisher Scientific (Pittsburg, PA)</td><td>14-385-902C</td><td>Ścieżka światła 10 mm, pojemność objętościowa 1 mL</td></tr><tr><td>Spektrofotometr UV-Visible</td><td>Varian Cary 50</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

wszechstronna technika tworzenia hierarchicznego projektu z nanoporowatego złota

Versatile Technique to Produce a Hierarchical Design in Nanoporous Gold

Potencjał generowania zmiennych rozmiarów porów, uproszczona modyfikacja powierzchni oraz szeroki zakres zastosowań komercyjnych w dziedzinie biosensorów, siłowników, ładowania i uwalniania leków oraz rozwoju katalizatorów niewątpliwie przyspieszyły wykorzystanie nanomateriałów na bazie nanoporowatego złota (NPG) w badaniach i rozwoju. W artykule opisano proces wytwarzania hierarchicznego bimodalnego nanoporowatego złota (hb-NPG) poprzez zastosowanie procedury etapowej obejmującej stopowanie elektrochemiczne, techniki obróbki chemicznej i wyżarzanie w celu wytworzenia zarówno makro, jak i mezoporów. Ma to na celu poprawę użyteczności NPG poprzez utworzenie dwuciągłej morfologii ciała stałego/pustki. Obszar dostępny do modyfikacji powierzchni jest zwiększony przez mniejsze pory, podczas gdy transport molekularny korzysta z sieci większych porów. Architektura bimodalna, która jest wynikiem serii etapów wytwarzania, jest wizualizowana za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) jako sieć porów o wielkości mniejszej niż 100 nm i połączonych więzadłami z większymi porami o wielkości kilkuset nanometrów. Elektrochemicznie czynna powierzchnia hb-NPG jest oceniana za pomocą cyklicznej woltamperometrii (CV), ze szczególnym uwzględnieniem krytycznych ról, jakie w tworzeniu niezbędnej struktury odgrywają zarówno dealloying, jak i wyżarzanie. Adsorpcja różnych białek jest mierzona za pomocą techniki zubożania roztworu, co ujawnia lepszą wydajność hb-NPG pod względem obciążenia białkami. Zmieniając stosunek powierzchni do objętości, utworzona elektroda hb-NPG oferuje ogromny potencjał w zakresie rozwoju biosensorów. W manuskrypcie omówiono skalowalną metodę tworzenia struktur powierzchniowych hb-NPG, ponieważ oferują one dużą powierzchnię do immobilizacji małych cząsteczek i ulepszone szlaki transportowe dla szybszych reakcji.

Dostosowanie rozmiaru więzadeł oraz przerwy między więzadłami ma kluczowe znaczenie dla wytworzonej elektrody. Pierwszym krokiem w niniejszym badaniu jest stworzenie struktury z porami o dwóch różnych rozmiarach poprzez optymalizację stosunków Au/Ag, wraz z charakteryzacją morfologii powierzchni, współczynnika chropowatości oraz pojemności załadunkowej. Wykazano, że bimodalna struktura porów charakteryzuje się większą elektrochemiczną powierzchnią właściwą, wyższym współczynnikiem chropowatości oraz większą pojemnością z...

Nanoporowate złoto o hierarchicznym i bimodalnym rozkładzie wielkości porów może być wytwarzane przez połączenie procesów elektrochemicznych i chemicznych. Skład stopu może być monitorowany za pomocą badania EDS-SEM w miarę postępu procesu sortowania. Nośność materiału można określić, badając adsorpcję białek na materiale.

Wszechstronna technika tworzenia hierarchicznego projektu z nanoporowatego złota

The potential to generate variable pore sizes, simplistic surface modification, and a breadth of commercial uses in the fields of biosensors, actuators, ...

Nasz protokół zapewnia metodę wytwarzania nanoporowatych złotych elektrod z hierarchicznym rozkładem wielkości porów większych porów w celu usprawnienia transportu cząsteczek i mniejszych porów w celu zwiększenia powierzchni. Główną zaletą protokołu krokowego jest ścisła kontrola szybkości rozpuszczania srebra podczas odstopiania, która decyduje o ostatecznej morfologii elektrody. System opieki zdrowotnej może odnieść korzyści z wyprodukowanej konstrukcji elektrody.Szybsza i bardziej precyzyjna diagnoza będzie możliwa, ponieważ bimodalna porowata struktura zapewnia dużą powierzchnię i łatwy ruch cząsteczek. Aby rozpocząć, zmontuj ogniwo elektrochemiczne w pięciomililitrowej zlewce. Użyj pokrywki na bazie teflonu z trzema otworami, aby pomieścić konfigurację z trzema elektrodami.Umieść drut platynowy jako przeciwelektrodę, chlorek srebra jako elektrodę odniesienia, a złoty drut jako elektrodę roboczą w każdym otworze pokrywy, zachowując odległość 0,7 centymetra między elektrodą roboczą a przeciwelektrodą. Przygotuj 50 milimolowych roztworów każdego cyjanku srebra potasu i cyjanku złota potasowego w wodzie. Dodaj 0,5 mililitra roztworu cyjanku potasu złota i 4,5 mililitra roztworu soli cyjanku srebra potasu w pięciomililitrowej zlewce.Włóż mieszadło magnetyczne do ogniwa elektrochemicznego i mieszaj roztwór z prędkością mieszania 300 obr./min, aż do zaobserwowania bulgotania argonu. Cyrkuluj argon w roztworze elektrolitu, aby usunąć rozpuszczony tlen za pomocą silikonowej rurki. Po zmontowaniu ogniwa elektrochemicznego połącz potencjostat z zaciskami krokodylkowymi przymocowanymi do odpowiednich elektrod.Po włączeniu potencjostatu należy za pomocą oprogramowania wykonać osadzanie elektrod z wykorzystaniem chronoamperometrii. Skonfiguruj oprogramowanie z żądanymi parametrami. Ustaw potencjał na stałą wartość minus jeden wolt na 600 sekund.Naciśnij Uruchom, aby zakończyć osadzanie stopu na elektrodzie roboczej. Do odtleniania należy skonfigurować ogniwo elektrochemiczne, jak pokazano wcześniej, i użyć czterech mililitrów jednego normalnego kwasu azotowego jako roztworu elektrolitu do częściowego odtleniania. Gdy roztwór jest równomiernie rozprowadzony, a potencjostat jest podłączony do właściwej elektrody, w oprogramowaniu chronoamperometrycznym ustaw potencjał 0,6 V na 600 sekund.Naciśnij Uruchom, aby zakończyć odtapianie osadzonego stopu na elektrodzie roboczej. W procesie wyżarzania należy przechowywać odstopione druty w szklanej fiolce. Włącz piec, umieść szklaną fiolkę w piecu i ustaw temperaturę na 600 stopni Celsjusza na trzy godziny.Po zakończeniu procesu wyłącz piec, wyjmij fiolkę i pozwól jej ostygnąć do temperatury pokojowej. W celu całkowitego roztlenienia zanurz częściowo odstopiony wyżarzony drut w czterech mililitrach stężonego kwasu azotowego i pozostaw na noc w dygestorium. Następnego dnia usunąć kwas azotowy z fiolki.Następnie przygotuj hierarchiczne bimodalne nanoporowate druty pokryte złotem lub hierarchiczne bimodalne druty pokryte MPG, spłukując je wodą dejonizowaną, a następnie etanolem. Po wyschnięciu zobrazuj drut za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. Skaningowe mikrofotografie elektronowe hierarchicznego bimodalnego MPG wykazały otwartą, połączoną sieć więzadeł i porów po chemicznym odstopieniu.Większe otwory były oznaczone wyższą hierarchią, a niższa hierarchia oznaczała mniejsze pory. Kodowanie kolorami pierwiastków na każdym etapie tworzenia hierarchicznego bimodalnego MPG ujawniło obecność srebra i złota. Cykliczny woltamnogram pokazany jako wstawka przedstawia 10% złota w 90% stopie srebra.Struktura powstała w wyniku chemicznego odstopiania wykazała niewielką redukcję tlenku złota. Struktura bimodalna obejmująca chemiczne i elektrochemiczne odstopianie wykazała wyraźniejszy pik redukcji tlenku złota, co wskazuje na wzrost powierzchni. Ważne jest, aby postępować zgodnie z sekwencyjną kolejnością protokołu, zaczynając od stopowania, rozwarstwiania, wyżarzania, odstopiania chemicznego, a równie ważna jest ścisła kontrola czasu i potencjału podczas stopowania i odstopiania.Metoda ta umożliwiła tworzenie elektrochemicznie hierarchicznych projektów, a w przyszłości może zostać rozszerzona o monolit do użytku przemysłowego i tworzenie elektrochemicznych biosensorów dla glikoprotein.

versatile-technique-to-produce-hierarchical-design-nanoporous

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Opisano wytwarzanie elektrycznie adresowalnych, o wysokim współczynniku proporcji (&gt; 1000:1) metalowych nanodrutów oddzielonych przerwami pojedynczych nanometrów przy użyciu albo warstw protektorowych aluminium i srebra, albo samoorganizujących się monowarstw jako szablonów. Te struktury nanoszczelinowe są wytwarzane bez pomieszczenia czystego lub jakichkolwiek procesów litograficznych wykorzystujących wiązkę foto- lub elektronów za pomocą litografii krawędziowej znanej jako nanoskiving.

Wytwarzanie nanoluk za pomocą Nanoskiving

Nanorurki złota o kontrolowanych wymiarach mogą być syntetyzowane przez elektrochemiczne osadzanie w porowatych membranach z anodowego tlenku glinu (AAO) przy użyciu hydrofobowego rdzenia polimerowego. Złote nanorurki i matryce nanorurek są obiecujące pod kątem zastosowań w biodetekcji plazmonicznej, spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo, ogrzewaniu fototermicznym, transporcie jonowym i molekularnym, mikrofluidyce, katalizie i wykrywaniu elektrochemicznym.

Ukierunkowana synteza matrycowa plazmonicznych nanorurek złota z przestrajalną absorbancją IR

Opisujemy techniki mikrotworzenia cienkich warstw nanoporowatego złota za pomocą druku szablonowego i fotolitografii, a także metody hodowli komórek na mikrofabrykowanych wzorach. Ponadto opisano metody analizy obrazu w celu scharakteryzowania morfologii materiału i hodowanych komórek przy użyciu technik skaningowej mikroskopii elektronowej i fluorescencyjnej.

Mikrofabrykacja nanoporowatych wzorów złota do badań interakcji komórka-materiał

Przedstawiamy prostą metodę wytwarzania ultrawysokiej gęstości pionowo uporządkowanych małocząsteczkowych nanodrutów organicznych. Metoda ta pozwala na syntezę złożonych, heterostrukturalnych hybrydowych geometrii nanodrutów, które można niedrogo hodować na dowolnych podłożach. Struktury te mają potencjalne zastosowania w elektronice organicznej, optoelektronice, detekcji chemicznej, fotowoltaice i spintronice.

Układ ultrawysokiej gęstości pionowo ustawionych małocząsteczkowych nanodrutów organicznych na dowolnych podłożach

Prosta, solidna i skalowalna technika funkcjonalizacji i samodzielnego montażu makroskopowych warstw nanocząstek-ligandów na podłożach bez szablonów jest opisana w tym protokole.

Technika funkcjonalizacji i samoorganizacji makroskopowych warstw monowarstwowych nanocząstek-ligand na podłożach bez szablonów

Tutaj prezentujemy protokół z procesem zol-żel do syntezy złota interkalowanego w ściankach materiałów mezoporowatych (GMS), który potwierdza, że posiada mezoporowatą matrycę ze złotem interkalowanym w ściankach, co zapewnia dużą stabilność i możliwość recyklingu.

Synteza i wydajność katalityczna złota interkalowanego w ściankach mezoporowatej krzemionki

Pokazujemy wytwarzanie okresowych matryc nanokubków złotych za pomocą technik litograficznych koloidalnych i omawiamy znaczenie warstw nanoplazmonowych.

Wytwarzanie okresowych matryc złotych nanokubków przy użyciu litografii koloidalnej

Ten protokół szczegółowo opisuje nowatorską technikę nano-produkcji, która może być wykorzystana do tworzenia kontrolowanych i konfigurowalnych folii nanocząsteczkowych na dużych obszarach, w oparciu o samoorganizację odwilżania zasklepionych folii metalowych.

Nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie

To badanie przedstawia wykonalną procedurę syntezy złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach z azotku tytanu/krzemu. Grubość nanolasów dendrytycznych złota wzrasta liniowo w ciągu 15 minut od reakcji syntezy.

Wzrost złotych nanolasów dendrytycznych na podłożach krzemowych pokrytych azotkiem tytanu

Połączenie syntezy wspomaganej roztworem i powierzchniowo otwiera nowe kierunki w atomowo precyzyjnej syntezie nanostruktur. Skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) uzupełniona o bezkontaktową mikroskopię sił atomowych (nc-AFM) umożliwia szczegółową charakterystykę nowo zaprojektowanych i wygenerowanych nanoobiektów na bazie węgla.

Mikroskopowa wizualizacja porowatych nanografenów zsyntetyzowanych przez połączenie roztworu i chemii powierzchniowej

Przedstawiono protokół syntezy nanocząstek złota o średnicy ~12 nm (nanocząstek Au) w rozpuszczalniku organicznym. Nanocząstki złota są pokryte ligandami oleiloaminy, aby zapobiec aglomeracji. Nanocząstki złota są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak toluen.

Synteza nanocząstek złota

Poznaj metodę tworzenia nanoporowatych elektrod złotych o hierarchicznej strukturze porów dla zastosowań diagnostycznych. Technika dealloyingu umożliwia precyzyjną kontrolę rozmiaru porów i zwiększoną powierzchnię adsorpcji.

Wszechstronna technika tworzenia hierarchicznego projektu z nanoporowatego złota

Przeglądaj więcej filmów