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Chemistry

ジブロック共重合体超分子からジャイロイドニッケルナノ構造

Published: April 28, 2014 doi: 10.3791/50673
Automatic Translation
1, 2, 1, 3, 2, 1, 1
1Department of Polymer Chemistry, Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen, 2Materials Science, Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen, 3ICTM - Center for Catalysis and Chemical Engineering

Summary

この記事では、自己組織化ジブロック共重合体ベースの超分子から得たナノポーラステンプレート上に無電解金属堆積経由秩序ニッケルナノフォームの製造が記載されている。

Abstract

熱伝導性および導電性を、それらが触媒的に活性であり、しかも、高い気孔率、高い表面対体積及び強度対重量比を有する - ナノ多孔質金属発泡体は、特性の独特の組み合わせを有する。残念ながら、金属ナノ構造体の調製のための一般的なアプローチは、それらの機械的特性に悪影響を与える可能性のある、非常に不規則なアーキテクチャを有する材料をレンダリングする。ブロックコポリマーは、順序付けられたナノ構造体に自己組織化する能力を有し、秩序金属ナノフォームの製造のためのテンプレートとして適用することができる。ここでは、ブロックコポリマーベースの超分子複合体の応用を説明-ポリスチレン- ブロック -ポリ（4 -ビニルピリジン）（ペンタデシルフェノール）PS-β-P4VP（PDP） -秩序ニッケルナノ発泡体のための前駆体として。超分子複合体は、従来のブロック共重合体と同様相挙動を示し、二連続ジャイロイド形態学のウィットに自己組織化することができますP4VP（PDP）がマトリクス状に配置されたH 2のPSネットワーク。 PDPは、金属で埋め戻しすることができる多孔質構造の形成をもたらすエタノールに溶解することができる。無電解めっき技術を用いて、ニッケル、テンプレートのチャンネルに挿入することができる。最後に、残りのポリマーは、逆ジャイロイド形態を有するナノ多孔性ニッケル発泡体で得られたポリマー/無機ナノハイブリッドの熱分解を介して除去することができる。

Introduction

6,7 nanosmelting、1-3脱合金、ゾル-ゲルは、4,5近づき 、燃焼合成8：そこ金属ナノフォームの製造のための利用可能ないくつかの技術がある。脱合金プロセスにおいて、出発材料は、通常、例えば、二元合金、銀と金の合金である。少ない貴金属、この場合、銀は、ナノサイズを有する不規則靭帯金多孔質発泡体をもたらす化学的または電気化学的に除去することができる。燃焼合成法では、金属は、その分解中にエネルギーを放出し、金属ナノ発泡体8の形成を駆動するエネルギーの前駆体と混合される。金属発泡体の機械的挙動に関する研究が無秩序のアーキテクチャで応力が全体的なマクロスケール9-11に靱帯ナノスケールから効果的に伝達することができないことを示す。したがって秩序金属ナノフォームのと比較して、優れた機械的特性を有することが期待される無秩序なもの。

ここに示される考え方は、金属ナノフォーム前駆体として順序付けられたナノ構造体に自己組織化ブロックコポリマーを使用することである。球状、円筒状、層状、ダブルジャイロイド、六角形穿孔ラメラなど12-14：ブロック共重合体の組成は、モノマー単位の総数および化学的に接続されたブロック間の反発の程度に応じて、様々な形態は以下のような表示され。また、重合体ブロックは、ナノ多孔質材料15につながる選択的に分解することができる。最も一般的な方法としては、オゾン分解16-18、UV照射19、反応性イオンエッチング20-22、および23-26を溶解。生成された多孔質構造は、様々な無機材料で埋め戻すことができる。金属酸化物（ 例えば SiO 2やTiO 2の ） は 、通常、テンプレートのチャンネル27-29にゾル-ゲル法を介して導入される。エルectrochemical及び無電解めっきは、一般に30-33またはテンプレート上に金属を堆積するために使用される。最後に、残りの重合体等の熱分解2、溶解34,35、UV劣化28,29 を介して 、ポリマー/無機ナノハイブリッドから除去することができる

我々のアプローチでは、ポリスチレン- ブロック -ポリ（4 -ビニルピリジン）（PS-β-P4VP）ジブロックコポリマーおよび両親媒性ペンタデシルフェノール（PDP）分子の超分子複合体から開始する。この複合体は、PDP及びピリジン環（図1a）との間の水素結合の結果である。開始ブロック共重合体の組成と添加量は、PDPのように選択されるPSネットワークとP4VP（PDP）マトリックスとの両連続二重ジャイロイド形態で得られた系自己集合（ 図1b）。 PDPの分子は、（選択的にPSネットワーク上にエタノールとP4VPチェーンの崩壊に溶解なる図1c）。続いて、無電解メッキ法を用いて、ニッケルのテンプレート（ 図1d）の細孔内に堆積される。熱分解を介して、残りのポリマーを除去した後、秩序ジャイロイドニッケルナノ発泡体（ 図1eに ）が得られる。

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Protocol

ダブルジャイロイド形態を有する1。PS-B-P4VPの作製とキャラクタリゼーション（PDP）錯体

  1. 秤量ポリスチレン- ブロック -ポリ（4 -ビニルピリジン）（PS-β-P4VP）及びペンタデシルフェノール（PDP、M rは = 304.51グラム/モル）。ジャイロイド形態を得るためには、慎重であるべきであるPDPの量を選択（PDP（P4VPの重量分率）（）P4VP（PDP）は、fブロックは、約あるべきである。0.6線形ABジブロックコポリマーの相図によれば）。通常、PS-B-P4VPの0.15〜0.2グラムは、PS-B-P4VP（PDP）につながるフィルム（ステップ1.3で使用されたペトリ皿の直径は5〜6センチと仮定）50〜100ミクロンの厚さである。以下の式に従ってPDPの量を計算する。
    式（1）
    式2
    式3
  2. クロロホルムに、PS-B-P4VPとPDPを溶解し、室温で数時間のためにそれをかき混ぜる。均質な複合体形成を確実にするために2重量％未満のポリマーの濃度を維持する。
  3. ガラスシャーレに溶液を注ぐ。
  4. 飽和クロロホルム大気中にお皿を置きます。
  5. 約1週間後、ペトリ皿を取り出します。超分子複合体の膜を形成する。
  6. 30°Cで一晩真空中で膜を乾燥させる。
  7. 特別に設計された容器にフィルムを置き、コンテナから空気を除去した後、窒素でそれを埋める。 1バールの過圧で、N 2雰囲気下、120℃のオーブン中で4日間、膜をアニール。
  8. エポキシに埋め込むフィルムの小片を、カットし、40℃で一晩、それを治す
  9. 室温でダイヤモンドナイフを使用して約80nmの厚さにサンプルをミクロトーム。目Eミクロトームセクションでは、水に浮くでしょう。それらをピックアップし、銅グリッド上に配置します。
  10. ヨウ素と瓶にミクロトームセクションを含むグリッドを置く。 45分後に試料を染色し、透過型電子顕微鏡の準備ができている。
  11. 120 kVの、画像サンプルの加速電圧で動作する透過型電子顕微鏡での染色切片のCuグリッドを挿入します。
  12. 小角X線散乱用のサンプルホルダーに（ステップ1.7の後に得られる）フィルム片を挿入し、カプトンテープで固定します。 SAXS用のマシンに調製された試料ホルダーを配置します。 X線シャッターを開いて、2次元散乱パターンを獲得する。取得した2次元パターンを統合し、1次元パターンのピークの位置を分析する。

多孔質構造の2。生成とキャラクタリゼーション

  1. エタノール（ステップ1.7の後に得られる）フィルム片を入れて3日間、保管してください。
  2. サンプルを乾燥させます。
  3. 前1 H NMR測定のためのサンプルを削減する。 PDP用粉末、PS-B-P4VP粉末、CDCl 3中（ステップ2.2の後）超分子複合体のPS-B-P4VP（PDP）（ステップ1.7の後）、および多孔質膜を溶解する。室温でレコード1 H NMRスペクトルを示す。
  4. PS-B-P4VP粉末を分析し、超分子複合体のPS-B-P4VP（PDP）（ステップ1.7の後）、および示差走査熱量測定による多孔質フィルム（ステップ2.2の後）。 1℃/分の加熱/冷却速度、0.5℃の振動振幅、および60秒の振動周期で変調モードを使用します。 -30℃でサンプルを平衡化、熱180℃、-30℃まで冷却し、その後、180℃に再び加熱しC.分析のための第二の加熱サイクルからのデータを使用しています。
  5. 70°Cで、室温で8時間及び18時間（ステップ2.2の後に）多孔質試料をガス放出し、77Kでの窒素吸着測定を実行する
  6. 適切なソフトウェア（例えば、WinADを使用P）および得られた等温線を解析するためのモデル。
  7. 8時間50℃で（ステップ2.2の後に）多孔質試料を乾燥し、室温で2時間、0.5 Paの圧力でそれを脱気。
  8. 水銀圧入を行う。

ポリマーテンプレート中3。挿入ニッケル

  1. 塩化スズ（のSnCl 2、= 189.60グラム/モルのM r）を秤量し、水溶液を調製する（0.1 MのSnCl 2 / 0.1 M HClを、1.896グラムのSnCl 2、0.8 mlのHClを、100mlのH 2 O）。のSnCl 2の完全な溶解を確実にするためにシェーカーを一晩で解決策を置く。
  2. 塩化パラジウム（PdCl 2を 、M rは = 177.33グラム/モル）を秤量し、水溶液を調製し（0.0014 MのPdCl 2 / 0.25 MのHCl、0.025グラムのPdCl 2を2mlのHClと100mlのH 2 O）。
  3. ニッケルめっき浴の一部1を準備します。6.78グラムを量る硫酸ニッケル六水和物（のNiSO 4•6H 2 O、M、R = 2620.85グラム/モル）及び2gのクエン酸ナトリウムせ（Na 3 C 6 H 5 O 7、M rは = 258.06グラム/モル）と水80mlにそれらを溶解する。 828μlの85％乳酸（C 3 H 6 O 3、M rは = 90.08グラム/モル）を添加する。
  4. ニッケルめっき浴の一部2を調製アウト：重量0.2グラムのジメチルアミンボラン錯体（（CH 3）2 NHBH 3、M rは = 58.92グラム/モル）と水20mlに溶かし。ボランジメチルアミン錯体は、換気のよいドラフト内で処理する必要があります。
  5. 1時間塩化錫（ステップ3.1）の水溶液中で（ステップ2.2の後）多孔質膜を浸す。
  6. 脱イオン水で十分にフィルムを洗浄します。
  7. 1時間塩化パラジウム（工程3.2）の水溶液にフィルムを浸す。
  8. 脱イオン水で十分にフィルムを洗浄します。
  9. ニッケルめっき浴のパート1（3.3）とパート2（3.4）を混ぜる。水酸化アンモニウムを用いてpHを7.0に調整。
  10. 1時間ニッケルめっき浴中に膜を浸す。
  11. 脱イオン水で十分にフィルムを洗浄します。
  12. サンプルを乾燥させます。
  13. ステップ1.8から1.9で説明したように、電子顕微鏡のためにプレーティングサンプルを準備します。
  14. 画像ステップ1.11で説明したように、サンプル。
  15. 高分解能透過型電子顕微鏡における試料のめっき部分を含むCuグリッドを挿入する。高解像度のTEM顕微鏡写真を取得。顕微鏡下でサンプルを観察し、EDX（X線のエネルギー分散分析）による元素分析のための領域を選択します。選択した領域のEDX分析を行い、得られたパターンを分析します。

逆ジャイロイドニッケル泡の4。露出

  1. 350℃のオーブンで（ステップ3.12の後）にニッケルめっき膜を入れて、4日に1時間のアップからそれを維持。
  2. 銀ペーストを用いてサンプルホルダーにサンプルを添付します。
  3. 走査電子マイクにサンプルを挿入するroscope。サンプルのいくつかの画像を取得する。
  4. 走査型電子顕微鏡内に試料を挿入します。顕微鏡下でサンプルを観察し、EDXによる元素分析のための領域を選択します。選択した領域のEDX分析を行い、得られたパターンを分析します。

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Representative Results

代表超分子複合体の超分子複合体のPS-B-P4VP（PDP）は、xをTEMおよびSAXSによって検査されるの形態図2Aおよび図2Bディスプレイの典型的なジャイロイドパターン：ダブル波と表現することが知られているワゴンホイールパターンそれぞれ（211）を介して凸とジャイロイド単位セルの（111）面、。 P4VP（PDP）xブロックドメインによるヨウ素染色に暗く見えるながらPSブロックドメインは明るく見える。 図2cは、周期性で2 SAXSピークの率で減少された異なるジャイロイド試料の二波パターンを表す体位：√の6Q *、√8Q *、√14Q *、√22qの※、および√50Q *サンプル（ 図2d）の両連続Iaの3次元形態を確認する。

エタノールに、PS-B-P4VP（PDP）X錯体を施すことにより、PDPの完全な除去は、1によって証明されているH NMRおよびDSC。エタノール処理後、PDPのための特徴すべて1 H NMRシグナルは存在せず、ジブロックコポリマーのスペクトルが回収される。さらに、DSCデータは、エタノールの熱挙動は、サンプルを処理し、ジブロック共重合体のそれは同じであることを意味する。代表的な多孔ジャイロイド·テンプレートのテクスチャー特性は、窒素吸着および水銀圧入法により決定される。 104メートル2 / gのBET比表面積がかなり高く、テンプレートは約60体積％を占める、平均細孔径は40nmであり、細孔径分布（ 図3）は非常に狭い。

無電解めっきに先立って、Pd触媒は、選択的ニッケルイオンの還元を導くためジャイロイド、テンプレート表面上に堆積される。続いて、ニッケル金属、ポリマーテンプレートの細孔を充填する。 図4aを染色していないニッケルめっきジャイロイド試料と共のTEM顕微鏡写真を表す。ntrast画像内のナノチャンネルに析出した金属に由来する。さらに、特徴的なワゴンホイールパターンは、処理工程の間の二重ジャイロイド形態の保存を確認する。 HR TEM顕微鏡写真（ 図4b及び図4c）が比較的大きく、相互接続されたNi ​​結晶及びEDX分析を示す（ 図4d）めっき試料の化学組成を明らかにする。予想されるように、顕著な炭素およびニッケルのピークが一緒に空気中で貯蔵したときのニッケルナノ発泡体の酸化を示す酸素ピークが観察される。

最後に、残りのポリマーは、無傷のニッケル網を残して、少なくとも半時間、350℃で等温的に加熱することによって分解される。 SEM（ 図5）によって確認されるように公開されるニッケルレプリカは逆ジャイロイド形態を保持します。

図1 図1ジャイロイド金属ナノ発泡体の調製の概略図。超分子複合体PS-β-P4VP（PDP） は、xの （a）の化学構造。 （B）、PS-B-P4VP（PDP）の両連続ジャイロイド形態は、PS（青）とP4VP（PDP）X（オレンジ）セグメントを示すX。 （c）はナノポーラステンプレートPDP除去後。 （d）の無電解析出では、PS支柱間の空隙にニッケルが充填されている。 （E）熱分解によるポリマーテンプレートを除去した後のジャイロイドニッケルナノフォームは、この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。 。

図2 図2。P4VP（PDP） は、fはx = 1.5でのPS-B-P4VP（PDP） のXサンプルの（a、b）のTEM顕微鏡写真、= 0.69とMの 合計 = 135000グラム/モル、二重の波を表現し、ワゴンホイールジャイロイドパターンであった。（C、D）TEM写真やジャイロイド、PS-B-P4VP（PDP）のSAXSパターンP4VP（PDP）F、X = 0.8で試料をX = 0.59とM 総額 = 90600グラムモル-1。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。 。

図3 PS-B-P4VP（PDP）由来の多孔質ジャイロイドテンプレートの図3。孔径分布は、P4VP（PDP）= 0.62とMの 合計 = 83300グラム/モルF、X = 1.0で複雑 ​​なX。グラフの誘導体を表す細孔径VS累積細孔容積。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。

図4
図4の（a）染色されていないニッケルのTEM像がPS-B-P4VP（PDP）に由来ジャイロイドポリマーテンプレートをメッキはP4VP（PDP）= 0.62であり、M、F、X = 1.0との複合体のX （b、c）を HR TEM像。 （D）ニッケルのEDXパターンが一緒に空気中に保存した場合のニッケルナノフォームの酸化を示し、酸素ピークで、著名な炭素とニッケルのピークを示すサンプルメッキ。銅のピークは支持体として使用されるグリッドに由来する。ニッケルは、サンプルメッキ（B、C、D）P4VP（PDP） は、fはx = 0.8でのPS-B-P4VP（PDP）X複合体に由来する= 0.59とMの 合計 = 90600グラムのモル-1。 こちらをクリックしてくださいこの図の拡大版を表示します。

図5 図5。PS-B-P4VP（PDP）に由来する逆ジャイロイドニッケルレプリカのSEM顕微鏡写真は、P4VP（PDP）= 0.69とMの 合計 = 135000グラム/モルF、X = 1.5との複合体のX。 表示するには、こちらをクリックしてくださいこの図の拡大版。

数値は、許可を得て転載している36。著作権2011米国化学会。

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Discussion

超分子複合体が正常に秩序金属ナノフォームのための前駆体として適用される。この方法では、重要なステップは、ジャイロイド形態を持つテンプレートすなわち 、適切なテンプレートを取得することである。ブロックコポリマーの相図において、ジャイロイド領域は非常に小さく、それが標的とするのがかなり困難である。これは、従来のブロックコポリマーを出発材料として使用される場合、非常に精巧な合成はジャイロイド形態を生じさせる所望の組成に達するまで繰り返さなければならないことを意味する。 PS-β-P4VP（PDP）において異なる組成と錯体を形成するため、異なる形態は、非常に簡単に達成することができる- PDPの添加量を変化させることによって。 PS-β-P4VP（PDP）錯体の相図におけるジャイロイド領域も同様にかなり小さいが、種々のドメインサイズを有するジャイロイド複合体を得ることができる。これは、GY、従来ジブロックコポリマーでそれを実現することも非常に重要であるステロイド形態、少数のネットワークコンポーネントは、35体積％ を占め、 約多数決マトリックス成 ​​分約 65体積％。このように、非常に多孔性テンプレートの行列意志の結果およびそれに対応してはるかに少ない多孔性金属ナノ構造の除去。ここでは、行列の一部のみを除去し、その結果、最終的な金属発泡体の空隙率は、金属ナノ発泡体5を形成するための一般的な要件を満たすのに十分な高さ50体積％よりも高くなる。ポリエチレンオキシド（PEO）またはポリ乳酸（PLA）ブロックはPS-β-PEO又はPS-β-PLA 37から除去された場合さらに、従来のブロック共重合体アプローチにおいて、多孔質テンプレートの得PS疎水性表面を必要とする修正前38無電解めっきする。ここで、テンプレートの表面に極性P4VPコロナの存在は、無電解めっき処理において使用される水ベースの試薬の浸透を容易にし、これを排除するmodificatiステップ上。

金属ナノフォームは、材料の新たな現像クラスとして、特定のニーズを満たすために、近い将来に変更、改良が期待されている。それらの化学組成を変化させて、例えば、金、銀、銅はCo、 等することができる。ナノフォームを調製することができる。さらに、ブロックコポリマーテンプレートを階層的多孔質金属ナノフォームをもたらす脱合金と組み合わせることができる。金属合金（ 例えば AuやAg）が無電解メッキ法を介して、ブロックコポリマー鋳型のチャネル内に堆積させることができる。ポリマー分解の後、卑な金属（ 例えば 、Ag）が階層的に多孔質のAuナノ発泡体を生じる脱合金によって除去することができる。また、金属ナノ発泡体の構造は、開始ブロック共重合体の形態の変化によって調整することができる。このような配管工の悪夢39または斜方晶FDDDネットワークのようなジャイロイド相、ブロック共重合体の形態のほかに40〜42は、金属ナノフォームの準備のための興味深い候補である。金属ナノフォームのフィールドは、まだよく調べられ、それが将来的に刺激的な発見をもたらすことが期待される。

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Disclosures

著者らは、競合する経済的利益を宣言していません。

Acknowledgments

私たちは、先端材料のためのゼルニケ研究所、フローニンゲン大学の財政支援を認める。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
PS-b-P4VP, CAS: 26222-40-2 Polymer Source Inc. P9009-S4VP
P136-S4VP
P5462-S4VP
P3912-S4VP		 additional information are provided in a separate table
PDP Aldrich P4402-100G-A recrystallized twice from petroleum ether
SnCl2 Acros Organics 196981000
PdCl2 Aldrich 76050
NiSO4•H2O Sigma-Aldrich 227676
Lactic acid Aldrich W261106
Citric acid trisodium salt Sigma-Aldrich C3674
Borane dimethyl amine complex Aldrich 180238
PS-b-P4VP catalogue number 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Erlebacher, J., Aziz, M. J., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
  2. Nyce, G. W., Hayes, J. R., Hamza, A. V., Satcher, J. H. Synthesis and Characterization of Hierarchical Porous Gold Materials. Chem. Mater. 19, 344-346 (2007).
  3. Detsi, E., van de Schootbrugge, M., Punzhin, S., Onck, P. R., De Hosson, J. T. M. On tuning the morphology of nanoporous gold. Scripta Mater. 64, 319-322 (2011).
  4. Gacoin, T., Lahlil, K., Larregaray, P., Boilot, J. P. Transformation of CdS Colloids: Sols, Gels, and Precipitates. J. Phys. Chem. B. 105, 10228-10235 (2001).
  5. Tappan, B. C., Steiner, S. A., Luther, E. P. Nanoporous Metal Foams. Angew. Chem. Int. Ed. 49, 4544-4565 (2010).
  6. Leventis, N., Chandrasekaran, N., Sadekar, A. G., Sotiriou-Leventis, C., Lu, H. One-Pot Synthesis of Interpenetrating Inorganic/Organic. Networks of CuO/Resorcinol-Formaldehyde Aerogels: Nanostructured Energetic Materials. J. Am. Chem. Soc. 131, 4576-4577 (2009).
  7. Leventis, N., Chandrasekaran, N., Sotiriou-Leventis, C., Mumtaz, A. Smelting in the age of nano: iron aerogels. J. Mater. Chem. 19, 63-65 (2009).
  8. Tappan, B. C., et al. Ultralow-Density Nanostructured Metal Foams: Combustion Synthesis, Morphology, and Composition. J. Am. Chem. Soc. 128, 6589-6594 (2006).
  9. Ashby, M. F., et al. Metal Foams: a Design Guide. Butterworth-Heinemann. , (2000).
  10. Tekoglu, C. Size Effects in Cellular Solids. , University of Groningen. (2007).
  11. Amsterdam, E. Structural Performance and Failure Analysis of Aluminium Foams. , University of Groningen. (2008).
  12. Bates, F. S., Fredrickson, G. H. Block Copolymer Thermodynamics: Theory and Experiment. Annu. Rev. Phys. Chem. 41, 525-527 (1990).
  13. Hamley, I. W. The Physics of Block Copolymers. , Oxford University Press. (1998).
  14. Abetz, V., Simon, P. Advances in Polymer Science. , Springer. Berlin / Heidelberg. (2005).
  15. Hillmyer, M. A. Nanoporous Materials from Block Copolymer Precursors. Adv. Polym. Sci. 190, 137-181 (2005).
  16. Mansky, P., Harrison, C. K., Chaikin, P. M., Register, R. A., Yao, N. Nanolithographic templates from diblock copolymer thin films. Appl. Phys. Lett. 68, 2586-2588 (1996).
  17. Hashimoto, T., Tsutsumi, K., Funaki, Y. Nanoprocessing Based on Bicontinuous Microdomains of Block Copolymers: Nanochannels Coated with Metals. Langmuir. 13, 6869-6872 (1997).
  18. Chen, S. -Y., Huang, Y., Tsiang, R. C. -C. Ozonolysis efficiency of PS-b-PI block copolymers for forming nanoporous polystyrene. J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 46, 1964-1973 (2008).
  19. Thurn-Albrecht, T., et al. Nanoscopic Templates from Oriented Block Copolymer Films. Adv. Mater. 12, 787-791 (2000).
  20. Park, M., Harrison, C., Chaikin, P. M., Register, R. A., Adamson, D. H. Block Copolymer Lithography: Periodic Arrays of ~1011 Holes in 1 Square Centimeter. Science. 276, 1401-1404 (1997).
  21. Cheng, J. Y., Ross, C. A., Thomas, E. L., Smith, H. I., Vancso, G. J. Fabrication of nanostructures with long-range order using block copolymer lithography. Appl. Phys. Lett. 81, 3657-3659 (2002).
  22. Voet, V. S. D., et al. Interface Segregating Fluoralkyl-Modified Polymers for High-Fidelity Block Copolymer Nanoimprint Lithography. J. Am. Chem. Soc. 133, 2812-2815 (2011).
  23. Zalusky, A. S., Olayo-Valles, R., Wolf, J. H., Hillmyer, M. A. Ordered Nanoporous Polymers from Polystyrene-Polylactide Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 124, 12761-12773 (2002).
  24. Crossland, E. J. W., et al. A Bicontinuous Double Gyroid Hybrid Solar Cell. Nano Lett. 9, 2807-2812 (2008).
  25. Uehara, H., et al. Size-Selective Diffusion in Nanoporous but Flexible Membranes for Glucose Sensors. ACS Nano. 3, 924-932 (2009).
  26. Voet, V. S. D., et al. Poly(vinylidene fluoride)/nickel nanocomposites from semicrystalline block copolymer precursors. Nanoscale. 5, 184-192 (2013).
  27. Brinker, C. J., Scherer, J. W. Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. , Academic Press. (1990).
  28. Hsueh, H. -Y., et al. Inorganic Gyroid with Exceptionally Low Refractive Index from Block Copolymer Templating. Nano Lett. 10, 4994-5000 (2010).
  29. Hsueh, H. -Y., Ho, R. -M. Bicontinuous Ceramics with High Surface Area from Block Copolymer Templates. Langmuir. 28, 8518-8529 (2012).
  30. Riedel, W. Electroless Nickel Plating. , (1991).
  31. Mallory, G. O., Hajdu, J. B. Electroless Plating: Fundamentals and Applications. American Electroplaters and Surface Finishers Society. , (1992).
  32. Djokić, S. S. Modern Aspects of Electrochemistry. , Springer US. (2002).
  33. Djokić, S. S., Cavallotti, P. L. Modern Aspects of Electrochemistry. , Springer. New York. (2010).
  34. Crossland, E. J. W., Ludwigs, S., Hillmyer, M. A., Steiner, U. Control of gyroid forming block copolymer templates: effects of an electric field and surface topography. Soft Matter. 6, 670-676 (2010).
  35. Hsueh, H. Y., et al. Nanoporous Gyroid Nickel from Block Copolymer Templates via Electroless Plating. Adv. Mater. 23, 3041-3046 (2011).
  36. Vukovic, I., et al. Supramolecular Route to Well-Ordered Metal Nanofoams. ACS Nano. 5, 6339-6348 (2011).
  37. Mao, H., Hillmyer, M. A. Macroscopic samples of polystyrene with ordered three-dimensional nanochannels. Soft Matter. 2, 57-59 (2006).
  38. Kobayashi, Y., Tadaki, Y., Nagao, D., Konno, M. Deposition of Gold Nanoparticles on Polystyrene Spheres by Electroless Metal Plating Technique. J. Phys. Conf. Ser. 61, 582-586 (2007).
  39. Finnefrock, A. C., Ulrich, R., Toombes, G. E., Gruner, S. M., Wiesner, U. The plumber's nightmare: a new morphology in block copolymer-ceramic nanocomposites and mesoporous aluminosilicates. J. Am. Chem. Soc. 125, 13084-13093 (2003).
  40. Tyler, C. A., Morse, D. C. Orthorhombic Fddd network in triblock and diblock copolymer melts. Phys. Rev. Lett. 94, 208-302 (2005).
  41. Ranjan, A., Morse, D. C. Landau theory of the orthorhombic Fddd phase. Phys. Rev. E. 74, 011803 (2006).
  42. Kim, M. I., et al. Stability of the Fddd Phase in Diblock Copolymer Melts. Macromolecules. 41, 7667-7670 (2008).

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ジブロック共重合体超分子からジャイロイドニッケルナノ構造
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Vukovic, I., Punzhin, S., Voet, V.… More

Vukovic, I., Punzhin, S., Voet, V. S. D., Vukovic, Z., de Hosson, J. T. M., ten Brinke, G., Loos, K. Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules. J. Vis. Exp. (86), e50673, doi:10.3791/50673 (2014).

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