Este artigo descreve a preparação de nanofoams níquel bem ordenadas por deposição química de metal para modelos nanoporous obtidos a partir supramoléculas base de copolímeros diblock auto-montados.
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Artigo de método
Gyroid Nickel Nanoestruturas de dibloco copolímero supramoléculas
Neste artigo
Resumo
Resumo
Espumas metálicas Nanoporosos possuem uma combinação única de propriedades, - eles são cataliticamente activas, termicamente e electricamente condutor, e, além disso, têm uma elevada porosidade, elevada relação de superfície-para-volume e resistência-peso. Infelizmente, as abordagens comuns para a preparação de nanoestruturas metálicas tornar materiais com arquitetura altamente desordenado, o que pode ter um efeito adverso em suas propriedades mecânicas. Os copolímeros em bloco têm a capacidade de se auto-organizar em nanoestruturas ordenadas e pode ser aplicado como modelo para a preparação de nanofoams metálicos bem ordenadas. Aqui descreve-se a aplicação de um complexo supramolecular bloco baseado em copolímero - poliestireno-bloco-poli (4-vinilpiridina) (pentadecilfenol) PS-b-P4VP (PDP) - como um precursor para nanofoam níquel bem ordenada. Os complexos supramoleculares exibem um comportamento de fase semelhante a copolímeros em bloco convencionais e pode auto-montar em bicontinua o engenho morfologia gyroidh duas redes PS colocados numa matriz de P4VP (PDP). PDP pode ser dissolvido em etanol, levando à formação de uma estrutura porosa, que pode ser preenchido com metal. Usando a técnica de chapeamento electrolítico, níquel pode ser introduzido nos canais do molde. Finalmente, o polímero restante pode ser removida através de pirólise a partir de polímero / inorgânico nanohíbrido resultando em espuma de níquel nanoporoso com morfologia gyroid inversa.
Introdução
Existem várias técnicas disponíveis para a preparação de nanofoams metálicos: dealloying 1-3, sol-gel aproxima de 4,5, nanosmelting 6,7, e a síntese de combustão 8. No processo dealloying, o material de partida é geralmente uma liga binária, por exemplo, uma liga de prata e de ouro. O metal menos nobre, prata, neste caso, pode ser removido quimicamente ou electroquimicamente, resultando numa espuma de ouro poroso desordenado com ligamentos nanométricas. Na síntese de combustão, o metal é misturado com um precursor energético que liberta energia durante a sua decomposição e conduz à formação de metais nanofoam 8. ....
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Protocolo
1. Preparação e Caracterização de PS-b-P4VP (PDP) Complexos com duplo Gyroid Morfologia
- Pesar de poliestireno-bloco-poli (4-vinilpiridina) (PS-b-P4VP) e pentadecilfenol (PDP, Mr = 304,51 g / mol). De modo a obter a morfologia gyroid, seleccionar cuidadosamente a quantidade de PDP deve ser (a fracção de peso de P4VP (PDP) bloco (f P4VP (PDP)) deve ser ca. 0,6 de acordo com o diagrama de fases de copolímeros em dibloco lineares AB). Normalmente, 0,15-0,2 g de um PS-b-P4VP leva a PS-b-P4VP (PDP), os filmes de 50-100 mm de espessura (uma vez que o diâmetro de um prato Petri us....
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Resultados
A morfologia de complexos supramoleculares PS-b-P4VP (PDP) x é examinada por TEM e SAXS Figuras 2a e 2b apresentam padrões gyroid típicos de um complexo supramolecular representativo:. Da onda duplo e os padrões vagão rodas que são conhecidos para representar projecções através do (211) e o plano (111) da célula unitária gyroid, respectivamente. Os domínios bloco PS aparecer brilhante enquanto os P4VP gerados (PDP) domínios Bloco X aparecem escuras devido a manchas de iodo.
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Discussão
Complexos supramoleculares são aplicadas com êxito como precursores de nanofoams de metal bem ordenadas. Neste método, o passo crucial é adquirir o modelo apropriado, ou seja, um molde com morfologia gyroid. No diagrama de fases de copolímeros em bloco da região gyroid é muito pequeno e é bastante difícil de atingir. Isto significa que, se os copolímeros em bloco convencionais são utilizados como materiais de partida, a síntese bastante elaborada tem de ser repetido até que a composição desejada, que dá origem .......
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Divulgações
Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Reconhecemos o apoio financeiro do Instituto de Zernike de Materiais Avançados, da Universidade de Groningen.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| PS-b-P4VP, CAS: 26222-40-2 | Polymer Source Inc. | P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP | informações adicionais são fornecidas em uma tabela separada |
| PDP | Aldrich | P4402-100G-A | recristalizado duas vezes a partir do éter de petróleo |
| SnCl2 | Acros Organics | 196981000 | |
| PdCl2 | Aldrich | 76050 | |
| NiSO4• H2O | Sigma-Aldrich | 227676 | |
| Ácido láctico | Aldrich | W261106 | |
| Sal trissódico de ácido cítrico | Sigma-Aldrich | C3674 | |
| Complexo de borano dimetilamina | Aldrich | 180238 | |
| PS-b-P4VP número de catálogo | Mn (PS), g/mol | Mn (P4VP), g/mol | PDI |
| P9009-S4VP | 24000 | 9500 | 1,1 |
| P136-S4VP | 31900 | 13200 | 1,08 |
| P5462-S4VP | 37500 | 16000 1,3 | |
| P3912-S4VP | 41500 | 17500 | 1,07 |
Referências
- Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
- Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials. Chem. Mater. 19, 344-34....
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Reimpressões e permissões
