En este artículo se describe la preparación de nanoespumas níquel bien ordenados a través de la deposición no electrolítica de metal sobre las plantillas nanoporosas obtenidos de supramoléculas basadas copolímero dibloque autoensamblado.
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Artículo de método
Gyroid Níquel Nanoestructuras de copolímero de dibloques supramoléculas
En este artículo
Resumen
Resumen
Espumas metálicas Nanoporous poseen una combinación única de propiedades - que son catalíticamente activo, térmica y eléctricamente conductora, y además, tienen una alta porosidad, alta relación de superficie a volumen y resistencia-peso. Desafortunadamente, los enfoques comunes para la preparación de nanoestructuras metálicas hacen que los materiales con una arquitectura altamente desordenada, lo que podría tener un efecto adverso en sus propiedades mecánicas. Los copolímeros de bloques tienen la capacidad de auto-ensamblarse en nanoestructuras ordenadas y se pueden aplicar como plantillas para la preparación de nanoespumas de metal bien ordenadas. Aquí se describe la aplicación de un complejo supramolecular basada en copolímero de bloque - poliestireno de bloque de poli (4-vinilpiridina) (pentadecilfenol) PS-b-P4VP (PDP) - como precursor para la bien ordenada nanoespuma níquel. Los complejos supramoleculares exhiben un comportamiento de fases similares a los copolímeros de bloques convencionales y pueden auto-ensamblarse en el bicontinuo ingenio morfología giroideh dos redes PS colocados en una P4VP (PDP) de la matriz. PDP puede ser disuelto en etanol conduce a la formación de una estructura porosa que puede ser rellenada con el metal. Utilizando la técnica de deposición sin corriente eléctrica, el níquel puede ser insertado en los canales de la plantilla. Por último, el polímero restante puede eliminarse a través de la pirólisis de la nanohíbrido polímero / inorgánico resultante en espuma de níquel nanoporoso con morfología giroide inversa.
Introducción
Hay varias técnicas disponibles para la preparación de nanoespumas de metal: dealloying 1-3, de sol-gel se acerca 4,5, nanosmelting 6,7, y la síntesis de combustión 8. En el proceso de dealloying, el material de partida es generalmente una aleación binaria, por ejemplo, una aleación de plata y oro. El metal menos noble, de plata en este caso, se puede eliminar ya sea químicamente o electroquímicamente resulta en una espuma de oro porosa desordenada con ligamentos de tamaño nanométrico. En la síntesis de combustión, de metal se mezcla con un precursor energético que libera energía durante su descomposición y impulsa la forma....
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Protocolo
1. Preparación y Caracterización de PS-b-P4VP (PDP) Complejos con doble Gyroid Morfología
- Pesar de poliestireno de bloque de poli (4-vinilpiridina) (PS-b-P4VP) y pentadecilfenol (PDP, Mr = 304,51 g / mol). Con el fin de obtener la morfología giroide, seleccionar cuidadosamente la cantidad de PDP debe ser (la fracción en peso de P4VP (PDP) bloque (f P4VP (PDP)) debería ser de aprox. 0,6 de acuerdo con el diagrama de fases de copolímeros lineales dibloque AB). Por lo general, 0,15-0,2 g de un PS-b-P4VP conduce a PS-b-P4VP (PDP) películas de 50-100 m de espesor (dado que el d....
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Resultados
La morfología de los complejos supramoleculares PS-b-P4VP (PDP) x se examinó por TEM y SAXS las figuras 2a y 2b muestran patrones Gyroid típicas de un complejo supramolecular representativo:. La onda doble y los patrones de la rueda del vagón que se sabe que representan proyecciones a través de la (211) y el plano (111) de la celda unidad giroide, respectivamente. Los dominios de bloque PS aparecen brillantes, mientras que los dominios (PDP) Bloque X P4VP aparecen oscuras debid.......
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Discusión
Complejos supramoleculares se aplican con éxito como precursores para nanoespumas de metal bien ordenadas. En este método, el paso crucial es la adquisición de la plantilla adecuada, es decir, una plantilla con morfología giroide. En el diagrama de fase de copolímeros de bloques de la región giroide es muy pequeño y es bastante difícil para apuntar. Esto significa que si copolímeros de bloques convencionales se utilizan como materiales de partida, la síntesis bastante elaborado tiene que ser repetido hasta que .......
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Divulgaciones
Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.
Agradecimientos
Reconocemos el apoyo financiero del Instituto de Zernike de Materiales Avanzados de la Universidad de Groningen.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Reagents | |||
| PS-b-P4VP, CAS: 26222-40-2 | Polymer Source Inc. | P9009-S4VP P136-S4VP P5462-S4VP P3912-S4VP | adicional se proporciona en una tabla separada |
| PDP | Aldrich | P4402-100G-A | recristalizado dos veces a partir de éter de petróleo |
| SnCl2 | Acros Organics | 196981000 | |
| PdCl2 | Aldrich | 76050 | |
| NiSO4• H2 | O Sigma-Aldrich | 227676 | |
| Ácido láctico | Aldrich | W261106 | |
| Sal trisódica de ácido cítrico | Sigma-Aldrich | C3674 | |
| Complejo de dimetil amina de borano | 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 |
Referencias
- 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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Reimpresiones y permisos
