Разработан двумерный модельный материал из дискотического фосфата циркония. Неорганический кристалл с пластинчатой структурой был синтезирован гидротермальным, рефлюксным и микроволновым методами. При отслаивании органическими молекулами слоистые кристаллы могут превращаться в монослои, а нематическая жидкая кристаллическая фаза образуется при достаточной концентрации монослоев.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Синтез и Отслоение дискотического циркониевых Фосфаты для получения кристаллов коллоидное Liquid
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Из-за их обилия в природной глине и потенциального применения в передовых материалах, дискотические наночастицы представляют интерес для ученых и инженеров. Выращивание таких анизотропных нанокристаллов с помощью простого химического метода является сложной задачей. В этом исследовании мы изготавливаем дискотические нанодиски из фосфата циркония [Zr(HPO4)2·H2O] в качестве модельного материала с использованием гидротермального, рефлюксного и микроволнового методов. Рост кристаллов контролируется продолжительностью времени, температурой и концентрацией реагирующих веществ. Новизна применяемых методов заключается в том, что можно получать дискотические кристаллы размером от сотен нанометров до нескольких микрометров, сохраняя при этом хорошо контролируемую полидисперсность. Слоистые дискотические кристаллы превращаются в монослои путем отслаивания с гидроксидом тетра-(n)-бутиламмония [(C4H9)4NOH, TBAOH]. Отслоившиеся диски показывают изотропную и нематическую жидкокристаллические фазы. Размер и полидисперсность дисковых суспензий имеют большое значение при определении их фазового поведения.
Введение
Дискотического коллоидов естественно обильные в виде глины, асфальтенов, красных кровяных телец, и перламутра. Диапазон применения во многих инженерных систем, в том числе полимерных нанокомпозитов 1, биомиметические материалов, функциональные мембраны 2, дискотической исследования жидких кристаллов 3 и стабилизаторов эмульсии Пикеринга 4 разработаны на основе дискотической коллоидных nanodisks. Nanodisks с равномерностью и низкой полидисперсности имеет важное значение для изучения фаз и превращения жидких кристаллов. Цирконий фосфат (ZrP) представляет собой синтетический nanodisks с хорошо упорядоченной слоистой структурой....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Синтез альфа-ZrP Использование гидротермальный метод
- Растворите 6 г октагидрата цирконилхлорида (ZrOCl 2 · 8H 2 O) в 3,75 мл деионизованной (ДИ) воды в 150 мл круглодонную колбу.
- Добавить 48 мл 15 М фосфорной кислоты (H 3 PO 4) , по каплям к раствору ZrOCl 2 , полученного на стадии 1.1 , с последующим добавлением 8,25 мл деионизованной (ДИ) воды при интенсивном перемешивании.
- Налейте в результате гелеобразную смесь в тефлоном под давлением сосуд объемом 80 мл. Поместите сосуд в гидротермальной автоклав, состоящий из оболочки из нержавеющей стали и крышкой, нажимной диск, а затем ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На рисунке 1а-с показывают СЭМ изображения альфа-ZrP nanodisks , полученных из гидротермальных, рефлюкс, и с помощью микроволн методов соответственно. Было обнаружено, что альфа-ZRP nanodisks показывают шестиугольную форму и разной толщины, в зависимости от условий синтеза и готовых методов. Ранее сообщалось исследование из нашей группы 6 предполагает , что за время роста кристалла 48 часов или выше, край дисков становятся более резкими. Как правило, метод дае.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Метод рефлюкс является хорошим вариантом для создания меньшего размера альфа-ZrP с одинаковым диаметром и толщиной. Подобно гидротермальным методом, метод рефлюкс ограничена временем подготовки. В общем, это занимает больше времени для кристаллов расти.
Чем дольше время реакции, необходимое для метода рефлюкс может привести к nanodisks с большим размером. Средний размер слущенных nanodisks измеряется с помощью динамического рассеяния света (DLS). В этом исследовании, размер отслоившейся ZrP .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Раскрывать нечего.
Благодарности
Эта работа частично поддержана NSF (DMR-1006870) и NASA (NASA-NNX13AQ60G). X. Z. Wang выражает благодарность за поддержку от Центра безопасности процессов Mary Kay O'Connor (MKOPSC) в Техасском университете A&M. Мы также благодарим Минь Шуай за ее руководство.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>материал | |||
| цирконилхлорид октагидрат | Fischer Scientific (Acros Organics) | AC20837-5000 | 98% + |
| o-фосфорная кислота | Fischer Scientific | A242-1 | ≥ 85% |
| тетрабутиламмония гидроксид | Acros Organics (Acros Organics) | AC176610025 | 40% масс. (1.5 M |
| )Equipment | |||
| Reaction Oven | Fischer Scientific | CL2 Centrifuge | Isotemperature Oven (Температура до 350 ° c) |
| Центрифуга | Thermo Scientific | Недоступна | Скорость вращения: 100 - 4,000 об/мин |
| Микроволновый реактор | CEM Corporation | Discover и Explorer SP | Temp. до 300 ° C, мощность до 300 W, давление до 30°nbsp; бар |
Ссылки
- Usuki, A., Hasegawa, N., Kato, M. Polymer-clay nanocomposites. Adv Polym. 179, 135-195 (2005).
- Varoon, K., et al. Dispersible Exfoliated Zeolite Nanosheets and Their Application as a Selective Membrane. Science. 334, 72-75 (2011).
- Mejia, A. F., et al.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
