Name: Enxertia de nanotubos de carbono de Multiwalled com poliestireno para habilitar auto-montagem e anisotrópica Patchiness (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: Aprenda a enxertar nanotubos de carbono multipele com poliestireno para melhorar a auto-montagem anisotrópica e a compatibilidade com polímeros termoplásticos. Este método simples modifica as propriedades de superfície dos nanotubos.

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Atenção: Por favor consulte todas as fichas de dados de segurança (MSDS) antes do uso. Vários produtos químicos utilizados no presente protocolo são extremamente tóxico e cancerígeno. Derivados de nanotubos de carbono podem ter adicionais perigos respiratórios em comparação com outros alótropos de carbono em massa tradicional. Suspeita-se que nanotubos de carbono em aerossol podem afetar os pulmões em uma maneira similar que o amianto, embora suas propriedades cancerígenas não tem sido completamente elucidadas até agora. Por favor, use todas as práticas de segurança adequadas ao realizar as reações químicas e produto processamento passos, incluindo o uso de coifa e equipamentos de proteção individual (jaleco, luvas, óculos de segurança, fechado sapatos, calças de comprimento total) pouco adequado Respiradores de peça facial de filtragem deve ser particularmente usado quando potenciais nanotubo de poeira pode ser gerada (NIOSH aprovado modelo do N95, ou europeu EN 149 certificada FFP3 versões). Porções do procedimento a seguir envolvem padrão atmosfera inerte, técnicas de manipulação. 24
1. seletiva hidroxilação do carbono Multiwalled nanotubos 22
<ol><li>Bifásico cataliticamente mediada por oxidação de MWCNTs
	<ol>
<li>
Preparação da fase orgânica
		<ol>
<li>Adicione 2,5 g de MWCNTs intocadas para um prato de Petri ou vidro de relógio, béquer.</li>
			<li>Mova o recipiente em um forno de vácuo de 80 ° C e cubra com um vidro de relógio adequado. Ligue a bomba de vácuo do forno e configure o sistema para ca. 200 mmHg.</li>
			<li>Seque os nanotubos na estufa de vácuo para 12h. Após esta etapa, o teor de água nos MWCNTs será eliminado.</li>
			<li>Despeje os MWCNTs secas em um 100 mL redonda balão com um funil de vidro e uma espátula e remover o funil terminado de uma vez.</li>
			<li>Apresentar uma barra de agita magnética para o balão de fundo redondo e adicione ~ 50 mL de diclorometano 99% para o balão usando um copo. Misture a 60 rpm usando uma placa de agita até aglomerados desaparecerem.</li>
			<li>Se aglomerados permanecem em solução após agitação por 10 min, mover o frasco em um banho ultra-sônico e ligar o sistema por 5 min. repetir sonication, se necessário. Esta solução será a fase orgânica na fase de reação de oxidação.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Preparação da fase aquosa
		<ol>
<li>Em uma proveta de 25 mL, dissolva 0,6 g de brometo de tetrapropilamónio (TPABr) em 5 mL de água destilada, usando uma barra de agita magnética e uma placa de agita.</li>
			<li>Num balão volumétrico de 10 mL, dissolver 0,253 g de KMnO4 em água destilada (solução de 0,16 M) e manter a solução em um copo na mão. Esta solução será usada na etapa 1.1.2.4.</li>
			<li>Tomar 5 mL de ácido acético (HOAc) e transferir o volume de drop-wise para a solução de TPABr. Utilizar uma pipeta graduada e constante, mexendo em um banho de gelo pode ser útil. Nota: O processo de mistura é exotérmico, portanto, a adição deve ser efectuada lentamente para evitar possíveis lesões por gotículas projetadas ou um aquecimento excessivo.</li>
			<li>Transferi uma alíquota de 5 mL da solução aquosa de 0,16 M KMnO4 para a solução de TPABr acidificada. Utilizando uma pipeta graduada limpa e agitação podem ser úteis.</li>
			<li>Manter a solução anterior, coberta com um vidro de relógio, até que seja necessário. Esta solução será a fase aquosa na fase de reação de oxidação.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Reação de oxidação
		<ol>
<li>Despeje o balão de fundo redondo que contém a fase orgânica da fase aquosa. Esta mistura será a mistura de reação bifásica.</li>
			<li>Usando a placa de agita, agitar o sistema bifásico em 80 rpm ou mais e deixe a mistura sob agitação à temperatura ambiente por 24 h. Após este tempo, a fase aquosa violeta rosa pálido de voltas e os nanotubos se tornar hidroxilados (MWCNT-OH).</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Purificação de MWCNT-OH
	<ol>
<li>
Extração líquido-líquido
		<ol>
<li>Transfira a mistura de reação bifásica para uma 150 mL ou o funil de separação de 200 mL com a torneira na posição fechada. Use um funil de vidro e uma espátula, se necessário.</li>
			<li>Usando uma pipeta Beral, uma pipeta Pasteur com um bulbo de borracha anexado ou um copo, adicione ~ 0,25 mL de ácido clorídrico concentrado no funil de separação.</li>
			<li>Use o funil de separação.<ol>
<li>Fechar o funil de separação com uma rolha de Teflon (não use rolhas de vidro para os nanotubos de carbono) e agitar vigorosamente durante 5 s em uma coifa com a janela de faixa para baixo. Durante a agitação, segurar a rolha firmemente anexada no funil com uma mão e pegue a torneira com a outra mão.</li>
				<li>Imediatamente após a etapa de agitação, vire o funil e liberar o acúmulo de pressão abrindo a torneira com a mão respectiva. Nota: Certifique-se de abordar a direção de pressão na parte traseira do alimento das emanações.</li>
				<li>Repita as duas últimas etapas de agitação/liberação de pressão em ciclos de 3-5.</li>
				<li>Uma vez terminado o último ciclo, imediatamente retirar a rolha e deixe o funil preso e imperturbável até fase de separação é evidente. Após a separação líquido-líquido, a fase aquosa permanece acima da fase orgânica. O MWCNT-OH permanecerá na fase orgânica.</li>
			</ol>
</li>
			<li>Se não há separação de fases ocorre, adicionar 15 mL de salmoura (10-20% de NaCl em água, m/v) para o funil de separação, usando uma pipeta Beral ou uma pipeta Pasteur, misture delicadamente e deixe a mistura imperturbado até separação de fases. Repita até que seja necessário.</li>
			<li>Recupere a fase orgânica em um copo de 150 mL, mantendo a torneira aberta, até o limite da fase atinge a posição da torneira. Um Erlenmeyer de 150 mL pode ser usado como alternativa para recuperar a fase orgânica; no entanto, a recuperação de nanotubos deste tipo de recipiente é geralmente mais difícil.</li>
			<li>Manter a solução recuperada protegida com um vidro de relógio até a filtração.</li>
			<li>Descarte a fase aquosa apropriadamente.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Configuração do sistema de filtração de vácuo
		<ol>
<li>Definir o sistema de filtragem de vácuo a tampa do assento e base firme para o pescoço de um balão Shibasaburo preso.</li>
			<li>Manter à mão um filtro de membrana 47 mm de diâmetro e, dependendo do material da membrana e indicações do fabricante, opcionalmente, siga esta etapa e os próximos dois queridos (etapas 1.2.2.2 - 1.2.2.4). Prepare um diâmetro de 100 mm placa de Petri com etanol (EtOH) 50% da sua capacidade de enchimento.</li>
			<li>Com pinça de ponta suave, coloque o filtro de membrana 47 mm de diâmetro sobre a placa de Petri com EtOH. Deixar a membrana em EtOH para 2-5 min.. Certifique-se de usar uma membrana com um tamanho de poro de 0,45 - 20 µm. tamanhos dos poros menores vão entupir a filtragem, enquanto os maiores reduzirá a eficiência de filtragem.</li>
			<li>Remova a membrana do EtOH usando a pinça de ponta suave.</li>
			<li>Centro da membrana na área da superfície de suporte do filtro, começando pela borda da membrana de vidro sinterizado. A umectação opcional com EtOH pode facilitar essa etapa.</li>
			<li>Centro da flange do funil no topo do assembly. Não perturbe a membrana. Bloquear o funil e base juntamente com a mola.</li>
			<li>Conecte o sistema à fonte de vácuo. Não ligue o vácuo até que seja necessário.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Filtração do MWCNT-OH
		<ol>
<li>Despeje a fase orgânica obtida dentro do funil de filtração de vácuo, auxiliado por uma vareta de vidro. Aplica vácuo para filtrar a amostra até a secura.</li>
			<li>Lave o sólido com 40-50 mL de 95% de metanol (MeOH) usando um frasco de lavagem. Com uma vareta de vidro pode ser útil nesta tarefa. Repita este processo pelo menos 5 vezes. Manter o vácuo durante esta etapa.</li>
			<li>Após a lavagem, deixe o sistema sob vácuo por 20 min, coberto com um vidro de relógio para secar o sólido.</li>
			<li>A fim de recuperar o sólido da membrana, siga os seguintes passos 1.2.3.5 - 1.2.3.8.</li>
			<li>Cuidadosamente, remova a braçadeira de mola e, em seguida, na vertical, retire o funil sem perturbar a membrana e o sólido.</li>
			<li>Cuidadosamente, remova a membrana, juntamente com o sólido da superfície suporte filtro auxiliada por uma espátula e a pinça de ponta suave.</li>
			<li>Transferi a membrana com o sólido para um prato de Petri de diâmetro de 100 mm ou vidro de relógio.</li>
			<li>Auxiliado por duas pinças ponta lisa e uma espátula, recupere o sólido da superfície da membrana, até que todo o produto é depositado no vidro do prato de Petri/relógio.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Secagem e armazenamento de MWCNT-OH
		<ol>
<li>Cobrir o vidro de relógio/placa de Petri com um vidro de relógio adequado (diâmetro maior é necessário). Nota: Não utilize filme de selagem para evitar a carga eletrostática.</li>
			<li>Introduzir o vidro de relógio/placa de Petri em forno a vácuo aquecido a 80 ° C. Ligue a bomba de vácuo de forno e configure o sistema para ca. 200 mm Hg.</li>
			<li>Seca o sólido por 24 h. Após esta etapa, o teor de solvente no produto será eliminado. Se o produto não será usado imediatamente, armazene o sólido num exsicador até ser necessário.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. enxertia MWCNT-OH com cadeias de poliestireno 22,23
<ol><li>
Modificação de MWCNT-OH com partes sililada metacrílico
	<ol>
<li>Despeje a 2,5 g MWCNT-OH e 5 g de hidroquinona num limpo 100 mL Schlenk usando um funil de vidro e uma espátula, retire o funil e introduzir uma barra de agita magnética.</li>
		<li>Defina o frasco Schlenk em modo de refluxo de acordo com as seguintes indicações:<ol>
<li>Ligar o balão de Schlenk ao gás inerte/vácuo múltiplo sistema usando um tubo de borracha adequada anexado ao vidro do frasco comum. Manter o colector do frasco fechado.</li>
			<li>Conecte um condensador apropriado para o sistema de água da torneira utilizando tubos de borracha adequada, certificando-se de definir o rendimento de água através da articulação de vidro mais próximo ao macho comum.</li>
			<li>Lubrifique a articulação masculina do condensador com uma fina camada uniformemente aplicada de vácuo graxa. Nota: A articulação não deve ser excessivamente untada para evitar a contaminação do produto.</li>
			<li>Anexe junção masculina do condensador pescoço do frasco Schlenk. Feche a junção fêmea do condensador com uma rolha de borracha.</li>
			<li>Com cuidado, abra o frasco o vácuo. Certifique-se de que os nanotubos não são sugados a linha de vácuo durante este processo.</li>
			<li>Encha o frasco Schlenk com gás de2 N.</li>
			<li>Repita as duas últimas etapas mais duas vezes.</li>
			<li>Manter o sistema em fluxo de gás de2 N positivo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Auxiliado por uma cânula limpa e uma seringa apropriada, lentamente injete tolueno seco de 50 mL através da rolha de borracha.</li>
		<li>Usando a placa de agita e um banho termal, agitar a mistura vigorosamente a 80 rpm ou mais e deixe a mistura sob agitação por 5-10 min à temperatura ambiente.</li>
		<li>Usando uma cânula limpa e uma seringa, injete 5ml de TMSPMA através da rolha de borracha.</li>
		<li>Regule a temperatura para 100 ° C e deixe a reação sob refluxo e agitação para 12 h. Após esse tempo, sililada metacrílico metades são quimicamente par aos grupos hidroxila sobre os MWCNTs (nomeadamente MWCNT-O-TMSPMA).</li>
		<li>Terminada a reação, cuidadosamente retirar a rolha de borracha, fechar o fluxo de2 N e esperar até que o balão está à temperatura ambiente.</li>
		<li>Defina um sistema de filtragem de vácuo (etapa 1.2.2).</li>
		<li>Filtre o sólido (etapa 1.2.3). Lavar com MeOH em excesso.</li>
		<li>Secar e armazenar o MWCNT-O-TMSPMA (passo 1.2.4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Polimerização de estireno em MWCNTs modificados
	<ol>
<li>Coloque 2,5 g do MWCNT-O-TMSPMA e 75 mg de azobisisobutyronitrile (AIBN) num limpo 100 mL Schlenk usando um funil de vidro e uma espátula e remover o funil. Cuidado: Pó AIBN não deve ser exposto ao calor ou agentes fortemente oxidantes, como pode explodir espontaneamente.</li>
		<li>Apresente uma barra de agita magnética o frasco Schlenk.</li>
		<li>Defina o frasco Schlenk em modo de refluxo (etapa 2.1.2).</li>
		<li>Usando uma cânula limpa e uma seringa, injete tolueno seco de 50 mL através da rolha de borracha.</li>
		<li>Usando a placa de agita e os banhos termais, agitar a mistura a 80 rpm ou mais e deixe a mistura sob agitação por 5-10 min à temperatura ambiente.</li>
		<li>Auxiliado por uma cânula limpa e uma seringa, injete 7,5 mL de estireno através da rolha.</li>
		<li>Definir a temperatura de 70 ° C e deixe a reação sob refluxo, agitação e N2 para 12h. Após este tempo, cadeias PS são transplantadas para os sidewalls nanotubo (MWCNT-O-PS).</li>
		<li>Abra o sistema de ar, fechar o fluxo de2 N e fixe o frasco à temperatura ambiente.</li>
		<li>Defina um sistema de filtragem de vácuo (etapa 1.2.2).</li>
		<li>Filtrar e lavar o sólido (etapa 1.2.3). Use acetona em vez de MeOH durante a etapa de lavagem. Lave o sólido cinco vezes mais com 20 mL THF remover poliestireno desacoplado.</li>
		<li>Secar e armazenar o MWCNT-O-PS (etapa 1.2.4). Nota: O comprimento da cadeia do polímero enxertada para os nanotubos pode ser ajustado alterando a concentração de estireno em tolueno durante a etapa de polimerização; concentrações inferiores produzem cadeias mais curtas. O tempo de reação de polimerização pode ser usado para ajustar o tamanho de cadeia do polímero; tempos de reação mais curtos reduzir o comprimento das cadeias. Consulte referências 22 e 23 para obter detalhes.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Iijima, S. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/354056a0">Helical Microtubules of Graphitic Carbon.</a> Nature. 354, 56-58 (1991).</li>
<li>Iijima, S., Ichihashi, T. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/363603a0">Single-Shell Carbon Nanotubes of 1-nm Diameter.</a> Nature. 363, 603-605 (1993).</li>
<li>Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Nanotubes%3A+Synthesis%2C+Integration+and+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Carbon Nanotubes: Synthesis, Integration and Properties.</a> Acc. Chem. Res. 35, 1035-1044 (2002).</li>
<li>Karousis, N., Tagmatarchis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+Progress+on+the+Chemical+Modification+of+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Current Progress on the Chemical Modification of Carbon Nanotubes.</a> Chem. Rev. 110, 5366-5397 (2010).</li>
<li>Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncovalent+Functionalization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Noncovalent Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Acc. Chem. Res. 42, 1161-1171 (2009).</li>
<li>Zelada-Guillén, G. A., Riu, J., Düzgün, A., Rius, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immediate+Detection+of+Living+Bacteria+at+Ultralow+Concentrations+Using+a+Carbon+Nanotube+Based+Potentiometric+Aptasensor%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Immediate Detection of Living Bacteria at Ultralow Concentrations Using a Carbon Nanotube Based Potentiometric Aptasensor.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 7334-7337 (2009).</li>
<li>Zelada-Guillén, G. A., Blondeau, P., Rius, F. X., Riu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Nanotube-Based+Aptasensors+for+the+Rapid+and+Ultrasensitive+Detection+of+Bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Carbon Nanotube-Based Aptasensors for the Rapid and Ultrasensitive Detection of Bacteria.</a> Methods. 63, 233-238 (2013).</li>
<li>Jung, Y., Li, X., Rajan, N. K., Taylor, A. D., Reed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Record+High+Efficiency+Single-Walled+Carbon+Nanotube%2FSilicon+p-n+Junction+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Record High Efficiency Single-Walled Carbon Nanotube/Silicon p-n Junction Solar Cells.</a> Nano Lett. 13, 95-99 (2013).</li>
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<li>Miners, S. A., Rance, G. A., Khlobystov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Reactions+Confined+within+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Chemical Reactions Confined within Carbon Nanotubes.</a> Chem. Soc. Rev. 45, 4727-4746 (2016).</li>
<li>Rege, K., Raravikar, N. R., Kim, D. Y., Schadler, L. S., Ajayan, P. M., Dordick, J. S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl034131k">Enzyme-Polymer-Single Walled Carbon Nanotube Composites as Biocatalytic Films.</a> Nano Lett. 3, 829-832 (2003).</li>
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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Neste método, existem algumas etapas que resultam essenciais para garantir um bem sucedido processo de enxerto. Em primeiro lugar, a reação de oxidação bifásico cataliticamente mediada (etapa 1.1) deve proceder com nanotubos de carbono recentemente dispersos (etapa 1.1.1.5). Se dispersão resulta inviável, de acordo com as recomendações do protocolo, o uso de um sonicador de ponta ultra-sônica seria útil se usando as mesmas indicações (etapa 1.1.1.6). Usando MWCNTs mais curtos também pode ajudar na solução de problemas de...

Desde a descoberta de nanotubos de carbono de paredes simples (SWCNTs),1,2 as comunidades científicas aplicaram suas excelentes propriedades elétricas, mecânicas e térmicas3 em uma ampla gama de tecnologia de ponta aplicações, modulando suas propriedades de superfície através de ligações covalentes4 e não-covalente5 estratégias. Esses aplicativos são exemplos de seu uso como transdutores em sensores, eletrodos de7 6,em células solares,8 heterogêneo suporta em catálise, nanoreactors9 , em síntese,10 anti-incrustantes agentes em películas de proteção, enchimentos de11 em materiais compósitos,12etc. No entanto, a possibilidade de modular a propriedades da superfície de sua mais robusta, no entanto, industrialmente disponível multiwalled homólogos, ou seja, MWCNTs, para controlar a direção em suas interações não-covalente à escala nanométrica, manteve-se um difícil tarefa tão longe. 13
Supramolecular auto-montagem de blocos de construção moleculares é uma das estratégias mais versátil para controlar a organização da matéria à escala nanométrica. 14 , 15 neste sentido, interações supramoleculares envolvem direcional, de curto alcance e mid-range interações não covalentes como H-bond, Van der Waals, dipolo-dipolo, íon-dipolo, dipolo dipolo induzido, empilhamento π-π, π-cátion, ânion-π, coulombic, entre outros. 16 -infelizmente, direcionalidade na auto-montagem para estruturas maiores como MWCNTs não é espontânea e geralmente requer forças externas do motivo (por exemplo, modelos ou sistemas de dissipação de energia). 17 um recente relatório usado de envolvimento não-covalente de nanotubos com polímeros co adaptados para perseguir o objetivo último,18 , mas o uso de ligações covalentes estratégias para oferecer novas alternativas para resolver esse problema permaneceram mal explorado.
Modificação química de nanotubos de carbono pode ser seletivamente realizada apresentar diferentes grupos funcionais para a termini ou para as paredes laterais do mesmo. 19 , 20 uma das abordagens mais útil para adequar as propriedades da superfície em nanoestruturas de carbono é polímero-enxerto através de rotas padrão de polimerização. Normalmente, essas abordagens envolvem a introdução preliminar de polimerizáveis ou grupos de iniciador (acrílico, vinil, etc.) na superfície nanostructure e sua sucessiva polimerização com um monômero apropriado. 21 no caso MWCNTs, a introdução de ligações covalente de correntes do polímero nas paredes laterais para controlar suas patchiness de forma anisotrópica manteve-se um desafio.
Vamos mostrar aqui como uma série de simples modificação química passos22,23 pode ser aplicada para inserir cadeias de PS em paredes laterais de MWCNTs para modificar sua superfície patchiness e promover sua anisotrópica Self-assembly23 à escala nanométrica. Durante o percurso de modificação, um primeiro passo permite a hidroxilação seletiva de imaculadas MWCNTs às paredes laterais, seguindo um bifásico cataliticamente mediada por reação de oxidação para produzir as contrapartes hidroxiladas, ou seja, MWCNT-OH. Um segundo passo usa 3-(trimetoxissilil) metacrilato de propilo (TMSPMA) introduzir sililada metacrílico metades para os grupos hidroxila criado anteriormente (MWCNT-O-TMSPMA). Estes insertos fornecerá a superfície sites reativas durante a terceira fase, quando o monômero de estireno é polimerizado a partir as metades metacrílico assim produzindo cadeias de polímero enxertadas com paredes laterais dos nanotubos no final (ou seja, MWCNT-O-PS).

<table><tbody><tr><td>Brometo de tetrapropilamónio, 99 % (TPABr)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88104</td><td>Irritante, tóxico</td></tr><tr><td>Permanganato de potássio, 99 % (KMnO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223468</td><td></td></tr><tr><td>Ácido acético, 99,5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>45726</td><td></td></tr><tr><td>Nanotubos de carbono de paredes múltiplas imaculados, 99 % (MWCNTs)</td><td>Serviços de Tecnologia Bayer</td><td>Amostra</td> <td>doadaPoeiras nocivas. >1 micrômetro de comprimento e 13&ndash; 16 nm de diâmetro externo. Fornecedor alternativo: Nanocyl, Catálogo N. NC7000, site: http://www.nanocyl.com/</td></tr> <tr><td>Cloreto de sódio, 98% (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td>Grau técnico também pode ser usado</td></tr><tr><td>Etanol, 99,8% (EtOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32221</td><td>Grau técnico também pode ser usado</td></tr><tr><td>Metanol, 99,8% (MeOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td>Altamente tóxico. Grau técnico também pode ser usado</td></tr><tr><td>hidroquinona, 99%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>H9003</td><td></td></tr><tr><td>Tolueno, 99,8</td>% <td>Sigma-Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>anidro 3- (trimetoxissilil) metacrilato de propil, 98% (TMSPMA)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>440159</td><td>Sensível ao ar, tóxico</td></tr><tr><td>Azobisisobutironitrilo, 99% (AIBN)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>755745</td><td>Explosivo</td></tr><tr><td>Estireno, 99%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>S4972</td><td>Purificado com uma coluna preparativa de gel de alumina e armazenado a 4 &graus; C</td></tr><tr><td>Acetona, 99,5</td>% <td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>Grau técnico também pode ser usado</td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano, 99,9% (THF)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>494461</td><td></td></tr><tr><td>Diclorometano, 99,5</td>% <td>Sigma-Aldrich</td><td>443484</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorídrico altamente tóxico, 37</td>% <td>Sigma-Aldrich</td><td>435570</td><td>Vapores nocivos</td></tr></tbody></table>

enxertia de nanotubos de carbono de multiwalled com poliestireno para habilitar auto-montagem e anisotrópica patchiness

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

Demonstraremos um protocolo simples para enxertar multiwalled imaculadas de nanotubos de carbono (MWCNTs) com correntes de poliestireno (PS) em paredes laterais através de uma estratégia de polimerização de radicais livres para permitir que a modulação das propriedades da superfície do nanotubo e produzir supramolecular auto-montagem das nanoestruturas. Primeiro, uma hidroxilação seletiva dos nanotubos imaculadas através de uma reação de oxidação bifásico cataliticamente mediada cria sites reativas superficialmente distribuídos às paredes laterais. Os último sites reativos são modificados posteriormente com metacrílico metades usando um sililada metacrílico precursor para criar sites polimerizáveis. Esses grupos polimerizáveis podem endereçar mais polimerização de estireno para produzir um nanomaterial híbrido contendo cadeias PS enxertadas para os sidewalls de nanotubos. Polímero-enxerto conteúdo, quantidade de sililada metacrílico metades introduzido e modificação de hidroxilação dos nanotubos são identificados e quantificados por análise térmica química (TGA). A presença de reativos grupos funcionais hidroxila e sililada metacrilato são confirmadas por Fourier Transform espectroscopia no infravermelho (FT-IR). Soluções de nanotubo de carbono de poliestireno-enxertados em tetrahidrofurano (THF) fornecem amostras de nanotubos collinearly Self montado quando elenco parede a parede são analisadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Esses auto-assemblies não são obtidos quando apropriados espaços em branco são expulsos da mesma forma análogas soluções contendo homólogos não enxertadas. Portanto, esse método permite a modificação do patchiness anisotrópica nanotubo às paredes laterais que resulta em auto-organização espontânea à escala nanométrica.

TGA foram recolhidos de nanotubos imaculados, nanotubos hidroxilados, nanotubos modificados com sililada metacrílico metades e nanotubos de poliestireno-enxertados (Figura 1). Os resultados de FT-IR foram coletados de nanotubos hidroxilados e nanotubos modificado com sililada metacrílico partes (Figura 2). Imagens de temperatura foram coletadas de nanotubos imaculados e nanotubos de poliestireno-enxertados (F...

Um procedimento para a síntese de nanotubos de carbono multiwalled poliestireno-enxertados usando modificação química sucessiva etapas para seletivamente apresentar as cadeias de polímero as paredes laterais e seu self-assembly através de patchiness anisotrópica é apresentado.

Enxertia de nanotubos de carbono de Multiwalled com poliestireno para habilitar auto-montagem e anisotrópica Patchiness

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

O objetivo geral deste procedimento é oferecer uma estratégia simples para enxertar nanotubos de carbono multicamadas com cadeias de poliestireno, o que promove uma auto-organização pró-molecular e anisotropia em manchas. Este método pode ajudar a modular as propriedades superficiais dos nanotubos de carbono multicamadas, de modo a estabelecer condições de processamento melhoradas para esses materiais no campo dos polímeros termoplásticos. A estratégia de enxerto oferece uma alternativa direta nos protocolos de processamento de nanotubos de carbono, com o fim de torná-los compatíveis com polímeros de relevância industrial, ainda que desafiadores, como o poliestireno.De modo geral, o método inicia com os grupos hidroxila tradicionais nas paredes laterais de nanotubos de carbono puros, seguido pelo acoplamento de grupos metacrílicos sililados aos grupos OH e sua polimerização radical livre sequencial com estireno na atmosfera interna. Para determinar o rendimento, nanotubos enxertados com cadeias de poliestireno. A principal vantagem dessa técnica é que ela pode ser facilmente empregada para modificar as propriedades superficiais de nanotubos de carbono em escala molar.E, consequente

grafting-multiwalled-carbon-nanotubes-with-polystyrene-to-enable-self

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Nós apresentamos métodos para a fabricação de microestruturas com padrões de nanotubos de carbono alinhados verticalmente (CNT), e sua utilização como moldes de mestre para a produção de microestruturas de polímero com a textura da superfície organizada em nanoescala. As florestas CNT são densificados por condensação de solvente na superfície do substrato, o que aumenta significativamente a sua densidade de embalagem e permite autodirigido formação de formas 3D.

Fabricação, Densificação e Replica Moldagem de Microestruturas de Nanotubos de Carbono 3D

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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Nanofibras ECM proteínas e Nanoestruturas Engineered Usando Assembléia iniciou-Surface

Tridimensionais (3D) vigas mistas microstructured são fabricados através da infiltração dirigida e localizada de nanocompósitos em redes porosas microfluídicos 3D. A flexibilidade deste método de fabrico permite a utilização de diferentes materiais termo-endurecíveis e nanopartículas, a fim de alcançar uma variedade de 3D funcional reforçados nanocompósito produtos macroscópicos.

Fabricação de tridimensionalmente microestruturadas nanocompósitos através Microfluidic Infiltração

Relatamos protocolos para "polimerizar" vários tipos de nanopartículas metálicas encapsuladas em polímeros em longas cadeias de "homo-" e "copolímeros".

Usando Polystyrene-<em&gt; Bloco</em&gt; -poli (Ácido acrílico) -Revestido metal Nanopartículas como monómeros para a sua homo- e co-polimerização

Um método para a funcionalização de nanotubos de carbono com camadas de encapsulamento polimérico ajustáveis em estrutura e caracterização estrutural usando espalhamento de nêutrons de pequeno ângulo é apresentado.

Funcionalização da murada-Single nanotubos de carbono com termo-reversível copolímeros em bloco e caracterização por Small-angle Neutron Scattering

Aqui, apresentamos um protocolo para preparar e visualizar estruturas secundárias (por exemplo, fibras, arquiteturas toroidal, e nano-esferas) derivados de policarbodiimidas helicoidais. A morfologia caracterizado por, tanto a microscopia de força atómica (AFM) e microscopia electrónica de varrimento (SEM) foi demonstrado que depende da estrutura molecular, concentração, e o solvente de escolha.

Morfologias de auto-montagem Obtidos a partir helicoidais policarbodiimida copolímeros e seus derivados triazólicos

A microscopia eletrônica de varredura de baixa pressão em um ambiente de vapor de água é usada para usinar recursos em nanoescala a microescala em florestas de nanotubos de carbono.

Precision Fresagem de Nanotubos de Carbono Florestas Usando Baixa Pressão Scanning Electron Microscopy

Apresentado é um método fácil para fabricar estruturas de múltipla escala nano-micro, para superfícies funcionais, agregando nanofibras fabricadas usando um filtro de óxido de alumínio anódico.

Estruturas de múltipla escala agregadas por nanofibras impressos para superfícies funcionais

A automontagem acionada por cristalização (CDSA) exibe a capacidade única de fabricar nanoestruturas cilíndricas de distribuições de comprimento estreito. A polimerização organocatalyzed da anel-abertura do ε-caprolactone e das extensões Chain subseqüentes do metacrilato de metilo e do n,acrilamida de n-dimethyl é demonstrada. Um protocolo de CDSA vivo que produza cilindros do monodispersas até 500 nanômetro do comprimento é esboçado.

Síntese de nanopartículas cilíndricas Monodispersa via auto-montagem orientada por cristalização de copolímeros de blocos biodegradáveis

Um protocolo para a síntese e caracterização de monocamadas de estrutura metal-orgânica automontadas é fornecido usando cristais de estrutura metal-orgânica (MOF) enxertados com polímero. O procedimento mostra que as partículas MOF enxertadas com polímero podem ser automontadas em uma interface ar-água, resultando em estruturas monocamada bem formadas e independentes, conforme evidenciado por imagens de microscopia eletrônica de varredura.

Síntese e caracterização de monocamadas de estrutura metal-orgânica automontadas usando partículas revestidas com polímero

Aprenda a enxertar nanotubos de carbono multipele com poliestireno para melhorar a auto-montagem anisotrópica e a compatibilidade com polímeros termoplásticos. Este método simples modifica as propriedades de superfície dos nanotubos.

Enxertia de nanotubos de carbono de Multiwalled com poliestireno para habilitar auto-montagem e anisotrópica Patchiness

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