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Chemistry

Preparación de nanoláminas de carbono a temperatura ambiente

Published: March 8, 2016 doi: 10.3791/53505
Automatic Translation
1, 1, 2, 2, 2, 1
1Institute of Materials, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 2Colloid Chemistry Department, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces

Introduction

Nanoestructuras de carbono bidimensionales atraen la atención significativa debido a las propiedades eléctricas, térmicas, así como mecánicas sobresalientes reportados 1-5. Se espera que estos materiales para promover el progreso técnico en los campos de materiales compuestos poliméricos 6, dispositivos de almacenamiento de energía 7, y la electrónica molecular 8-10. A pesar de intensos esfuerzos de investigación en los últimos años, sin embargo, el acceso a mayores cantidades de nanomateriales de carbono bien definidos todavía es limitada, lo que impide su aplicación a gran escala en aplicaciones tecnológicas 11,12.

nanomateriales de carbono son accesibles por cualquiera de los enfoques de abajo hacia arriba o de arriba hacia abajo. Los enfoques típicos, tales como técnicas de exfoliación 13 o procesos de alta energía en las superficies 14-16 ofrecen la posibilidad de obtener materiales con un alto grado de perfección estructural y muy buen rendimiento. Sin embargo, el aislamiento y purificación de THproductos electrónicos sigue siendo un reto, y la producción a gran escala de materiales nanoestructurados definidos es difícil 12. Por otro lado, los enfoques de abajo hacia arriba se pueden emplear que se basan en el uso de precursores moleculares, su disposición en estructuras definidas, y una posterior carbonización que produce las nanoestructuras de carbono 17-23. En este caso, los propios precursores son más complejos y su preparación a menudo requiere múltiples etapas de síntesis. Estos enfoques pueden ofrecer un alto grado de control sobre las propiedades químicas y físicas de los materiales resultantes y pueden proporcionar un acceso directo a los materiales adaptados. Sin embargo, la conversión de los precursores en los nanomateriales de carbono se lleva a cabo típicamente a temperaturas superiores a 800 ° C, lo que conduce a una pérdida de la funcionalización química incrustado 24-27.

Las limitaciones mencionadas anteriormente se han abordado en nuestro grupo mediante el empleo de oligoynes altamente reactivas que el Can ser convertido en nanomateriales de carbono a temperatura ambiente 28,29. En particular, los anfífilos que comprenden un grupo de cabeza hidrófilo y un segmento hexayne son accesibles a través de una secuencia de bromación y Negishi reacciones de acoplamiento cruzado mediadas por paladio 30,31. La conversión de estas moléculas precursoras en la estructura objetivo se produce a o por debajo de la temperatura ambiente tras la irradiación con luz UV. La alta reactividad de los anfífilos oligoyne hace que el uso de plantillas blandas, como la interfaz aire-agua o las interfaces de líquido fluido, es posible. En investigaciones anteriores, hemos preparado con éxito vesículas a partir de soluciones de amphiphiles hexayne glucósido 28. La reticulación de estas vesículas se alcanzó bajo condiciones suaves por la irradiación UV de las muestras. Por otra parte, recientemente hemos preparado monocapas auto-ensambladas a partir de hexaynes con un grupo de cabeza carboxilato de metilo y una cola hidrofóbica alquilo en la interfase aire-agua en una artesa de Langmuir. El paquete densamenteprecursores moleculares ed se convierten entonces en forma directa nanoláminas carbono autoportantes a temperatura ambiente por irradiación UV. En enfoques relacionados precursores moleculares definidos recientemente se han utilizado para la preparación de dos-dimensionalmente nanoláminas extendidos en la interfase aire-agua 32-38.

El objetivo de este trabajo es dar una visión general concisa, práctica de las etapas de síntesis y fabricación globales que permiten la preparación de nanoláminas de carbono de los anfífilos hexayne. La atención se centra en el enfoque experimental y preguntas de preparación.

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Protocol

Precaución: Por favor, asegúrese de consultar las hojas de datos de seguridad de materiales pertinentes (MSDS) antes de que el uso de cualquiera de los compuestos químicos. Algunos de los productos químicos utilizados en estas síntesis son muy tóxico y cancerígeno. nanomateriales preparados pueden tener riesgos adicionales en comparación con su contraparte mayor. Es imperativo el uso de todas las prácticas apropiadas de seguridad al realizar reacciones (campana de humos) y equipo de protección personal (gafas de seguridad, guantes, bata de laboratorio, pantalones largos, zapatos cerrados). Si no se establezca lo contrario los siguientes procedimientos implican técnicas Schlenk estándar 39.

1. Preparación del Precursor Molecular 29,31

  1. Síntesis de 4-tritylphenyl 10 (trimetilsilil) deca-5,7,9-triynoate (1)
    Nota: Los compuestos requeridos para la describe posteriormente etapas de síntesis se pueden preparar sin rodeos siguiendo los procedimientos publicados en la bibliografía 29,31. chromatograp capa finaHY (TLC), así como cromatografía en columna se llevan a cabo de acuerdo con procedimientos estándar de laboratorio 39,40.
    1. Disolver 1,4-bistrimethylsilylbutadiene (7,82 g, 40,3 mmol) en tetrahidrofurano seco (THF, 50 ml) en una atmósfera inerte en un tubo de Schlenk equipado con un septum. Se agita la mezcla y se enfría hasta una temperatura de 0 ° C por inmersión del matraz en un baño de hielo.
    2. Añadir lentamente complejo de bromuro de metil-litio litio (17,9 ml, 2,2 M en Et2O, 39,3 mmol) a esta solución mediante una jeringa. Se retira el baño de enfriamiento y dejar que la mezcla se caliente a la temperatura ambiente y se dejó agitar durante 30 minutos.
    3. Sumergir el tubo de Schlenk en un baño de hielo y se enfría la solución a una temperatura de 0 ° C. Añadir lentamente una solución de cloruro de zinc (57,5 ml, 0,7 M en THF, 40,24 mmol) a la solución agitada. Se retira el baño de enfriamiento, permita que la solución se caliente a la temperatura ambiente, y se agita la mezcla durante 30 minutos adicionales.
    4. En un matraz de Schlenk, Disperse el catalizador de paladio PdCl 2 (dppf) DCM (1,60 g, 1,96 mmol) en tolueno seco (300 ml) en una atmósfera inerte, y añadir 4-tritylphenyl 6-bromohex-5-inoato de etilo (10,0 g, 19,63 mmol). Enfriar esta mezcla a una temperatura de 0 ° C por inmersión del matraz de Schlenk en un baño de hielo.
    5. Transferir la solución en el tubo de Schlenk que contiene el acetiluro de zinc al matraz Schlenk que contiene el derivado bromoacetylene y el catalizador de paladio mediante el empleo de una cánula de transferencia. Dejar la mezcla en agitación y monitorear la reacción por TLC 39. Considere la reacción completa después de TLC (DCM / n-heptano 2: 1; la coloración con solución de p anisaldehído 39) indica que el derivado de bromoacetylene (R f: 0,64) se consume (después de aproximadamente 16 h).
    6. Se diluye la mezcla de reacción con éter dietílico (Et 2 O) (300 ml) y la transfiere a un embudo de separación. Se lava la fase orgánica tres veces con saturasolución ted cloruro de amonio (300 ml) y una vez con solución de cloruro de sodio saturado (300 ml).
    7. Transferir la fase orgánica de la embudo de separación a un matraz Erlenmeyer y se seca la fase orgánica sobre sulfato de sodio (100 g). Eliminar el sulfato de sodio por filtración y se concentra la fase orgánica a vacío.
    8. Se purifica el producto en bruto por cromatografía en columna 40 (gel de sílice; diclorometano / n-heptano 1: 1) con el fin de obtener el producto deseado 1 (R f: 0,33; 7,7 g, 71%) como un sólido marrón claro. Comprobar la pureza de (1) por 1H y 13C espectroscopía {1} H RMN 29.
  2. Síntesis de 4-tritylphenyl octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate (2)
    Nota: La síntesis de 4-tritylphenyl octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate 2 se lleva a cabo en dos etapas a partir de 4-tritylphenyl 10 (trimetilsilil) deca-5,7,9-triynoate debido a la baja estabilidad observada de la triyne intermedia bromide 41.
    1. Disolver 4-tritylphenyl 10- (trimetilsilil) deca-5,7,9-triynoate 1 (2,00 g, 3,63 mmol) en diclorometano seco (DCM, 15 ml) en una atmósfera inerte en un 100 ml Schlenk matraz equipado con un septum. Después de la disolución del compuesto, añadir acetonitrilo seco (MeCN, 15 ml).
    2. Blindar el matraz de Schlenk de la luz con papel de aluminio y añadir N-bromosuccinimida (679 mg, 3,81 mmol), así como fluoruro de plata (484 mg, 3,81 mmol). Se agita la mezcla resultante durante 8 horas a temperatura ambiente y monitorear el progreso de la reacción por TLC. Considere la reacción completa después de TLC (DCM / n-heptano 1: 1; detección con solución de p anisaldehído 39 como agente colorante) indica que el material de partida (1) (R f: 0,33) se consume (después de aproximadamente 3 horas) .
    3. Se diluye la mezcla de reacción con DCM (30 ml) y la transfiere en un embudo de separación. Se lava la orgánicafase seis veces con una solución de cloruro de hidrógeno acuoso 1 M (60 ml) y una vez con una solución de cloruro de sodio acuoso saturado (60 ml).
    4. Transferir la fase orgánica de la embudo de separación a un matraz Erlenmeyer y se seca la fase orgánica sobre sulfato de sodio (50 g). Se filtra la fase orgánica y se concentra el filtrado a vacío hasta aproximadamente 10 ml, mientras protege a fondo de la luz.
    5. Añadir tolueno seco (20 ml) y se concentra la mezcla una vez más a vacío hasta un volumen de aproximadamente 5 ml.
    6. Disolver 1-trimethylsilyloctadeca-1,3,5-triyne (2,28 g, 7,26 mmol) en THF seco (20 ml) en una atmósfera inerte en un tubo de 100 ml Schlenk equipado con un septum de goma. Enfriar la solución a una temperatura de 0 ° C por inmersión del tubo de Schlenk en un baño de hielo.
    7. Lentamente añadir complejo de bromuro de litio metil litio (3,22 ml, 2,2 M en Et2O, 7,08 mmol) y mantener la temperatura de la mezcla a0 ° C durante 45 minutos.
    8. A esta mezcla, añadir lentamente una solución de cloruro de zinc (10,37 ml, 0,7 M en THF, 7,26 mmol). Después de que se completó la adición, se agita la mezcla resultante durante 45 min adicionales.
    9. En paralelo, dispersar el catalizador de paladio PdCl 2 (dppf) DCM (296 mg, 0,36 mmol) en tolueno seco (100 ml) en una atmósfera inerte en un 500 ml Schlenk matraz equipado con un septum de goma. Enfriar la mezcla a una temperatura de 0 ° C por inmersión del matraz en un baño de hielo.
    10. Añadir lentamente litio n-butilo (0,29 ml, 2,5 M en n-hexano, 0,73 mmol) a la dispersión del catalizador de paladio en tolueno seco. Retirar el baño de hielo después de la adición completa, se agita la mezcla durante 10 min a temperatura ambiente, y después enfriarlo a una temperatura de 0 ° C.
    11. Añadir la solución de tolueno que contiene el concentrado 4-tritylphenyl 10-bromodeca-5,7,9-triynoate (10 ml, 3,63 mmol) a través de una jeringa de forma simultánea con el acetiluro de zinc por lolución (ver arriba), que se añade a través de una cánula de transferencia del tubo de Schlenk. Proteger el frasco con la mezcla de reacción de la luz con papel de aluminio.
    12. Monitorear el progreso de la reacción por TLC (DCM / n-heptano 1: 1; detección con solución de p anisaldehído 39 como agente colorante). Después del consumo completo de 4-tritylphenyl 10-bromodeca-5,7,9 triynoate (R f: 0,34; después de aproximadamente 48 h), se diluye la mezcla con Et 2 O (100 ml) y la transfiere en un embudo de separación. Se lava la fase orgánica tres veces con una solución acuosa saturada de cloruro de amonio (200 ml) y una vez con una solución de cloruro de sodio acuoso saturado (200 ml).
    13. Transferir la fase orgánica a un matraz Erlenmeyer y se seca sobre sulfato de sodio (80 g). Se filtra la fase orgánica y se concentra el filtrado a vacío.
    14. Se purifica el producto en bruto por cromatografía en columna 40 (siligel ca; DCM / n-heptano 1: 1) para aislar 4-tritylphenyl octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate (2) (R f: 0,43; 0,60 g, 23%) como un sólido marrón. Comprobar la pureza de (2) mediante 1H y 13C espectroscopía {1} H RMN 29.
  3. Síntesis de metil-5,7,9,11,13,15-octacosa hexaynoate (3)
    1. Disolver 4-tritylphenyl octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate (2) (208 mg, 0,289 mmol) en DCM (15 ml) en una atmósfera inerte en un matraz de 100 ml Schlenk, y añadir metanol ( 10 ml).
    2. Proteger el frasco de la luz con papel de aluminio, y añadir metanolato de sodio (31 mg, 0,578 mmol).
    3. Se agita la mezcla resultante durante 30 min a temperatura ambiente. A partir de entonces, se diluye con DCM (15 ml), transferir a un embudo de decantación, se lava una vez con una solución de cloruro de hidrógeno acuoso 1 M (30 ml), y una vez con solución de cloruro sódico acuoso saturado (30 ml).
    4. Transferir la fase orgánica en un matraz Erlenmeyer y se seca sobre sulfato de sodio (30 g). Se filtra la fase orgánica y se concentra el filtrado a vacío.
    5. Se purifica el producto en bruto por cromatografía en columna 40 (gel de sílice; DCM / n pentano 1: 1) para aislar metil octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate (3) (R f: 0,62) como una solución de color amarillo. Almacenar el producto de esta reacción como una solución de DCM diluido (10 ml) para reducir al mínimo cualquier descomposición.
    6. Transferir aproximadamente 3 ml de la solución madre a un marrón de vidrio matraz de fondo redondo y añadir CDCl3 (5 ml). Se concentra la solución a aproximadamente 1 ml a vacío, añadir CDCl 3 (5 ml), y se concentra la solución a aproximadamente 1 ml a vacío. Realizar 1 H y 13 C {1} H espectroscopía de RMN con esta solución para comprobar la pureza de (3) 29.
  4. La liofilización de laÉster metílico y Preparación de una solución de la
    1. Preparar una solución madre de concentración definida (c = 1 mM) para los experimentos en la interfase aire-agua. Transferir una fracción de la solución diluida de metilo octacosa-5,7,9,11,13,15-hexaynoate en DCM a una tarados 50 ml marrón de vidrio matraz de fondo redondo y se concentra la solución a aproximadamente 1 ml a vacío.
    2. Conectar el matraz a una línea de vacío y sumergir el matraz en nitrógeno líquido para congelar la solución concentrada. Después de que la mezcla se ha solidificado por completo, aplicar vacío (aproximadamente 5 x 10 -3 mbar) al matraz y retirar el matraz del nitrógeno líquido.
    3. Después de la eliminación completa del disolvente residual, se pesa el matraz y se protegió de la luz. Preparar una solución madre de concentración definida c = 1 mM por adición de la cantidad apropiada de cloroformo. Proteger a la solución de reserva de la luz y almacenarlo a una temperatura de -15 ° C.

    2. La formación de película de la Hexayne amphiphile en la interfase aire-agua

    Nota: Todos los experimentos en la interfase aire-agua se llevan a cabo con politetrafluoroetileno interfaz ordenador-artesas de Langmuir con uno (o dos) barreras. Los canales están equipadas con una microbalanza de presión en la superficie de una placa de Wilhelmy papel de filtro. Un termostato externo se utiliza para mantener la temperatura de la subfase de agua ultrapura a 20 ° C. Los canales de Langmuir se colocan en una caja sellada para evitar la contaminación de la interfaz. Antes de las mediciones se llevan a cabo, la pureza de la superficie desnuda se verifica por compresión. Todas las configuraciones de Langmuir experimentales utilizados son calibrados antes de su uso mediante el empleo de un método de calibración de dos puntos: la superficie del agua al descubierto durante 0 mN / m, así como la transición de segundo orden de una inclinada a un estado no inclinada de ácido esteárico de 42 años, que no es sensible a los cambios de temperatura en el temperat utilizadoUre gama. Esto asegura mediciones fiables y comparables.

    1. La medición de la superficie de presión-área del isoterma y la determinación del módulo de compresibilidad
      1. Utilice una jeringa para difundir cuidadosamente 100 l de la solución diluida de la de (3) en DCM / cloroformo (c = 1 mmol / L) en la superficie del agua ultrapura en una artesa de Langmuir.
      2. Deja la artesa de Langmuir equilibrar durante 15 min dejando que el disolvente se evapore.
      3. Comprimir la capa con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Al mismo tiempo medir la presión de la superficie con la microbalanza presión de la superficie equipada con una placa de Wilhelmy papel de filtro. Continuar la compresión de la capa hasta que una gota en la presión superficial indica el colapso de la película.
      4. Repetir las mediciones de isotermas del área de presión en la superficie como se describe en 2.1.1-2.1.3 dos vecescon una artesa de Langmuir limpio para asegurar la reproducibilidad de los resultados.
      5. Determinar el módulo de compresibilidad de la isoterma de la capa de acuerdo con la siguiente relación 43
        C s = -1 - A (∂ Π / ∂ A) T
        donde A es el área molecular media y Π la presión superficial.
    2. La investigación de la estabilidad de la capa debajo y por encima de la meseta de la isoterma
      1. Difundir una alícuota de 100 l de la solución diluida social de (3) en agua ultrapura en una artesa de Langmuir.
      2. Deja la artesa de Langmuir equilibrar durante 15 min dejando que el disolvente se evapore.
      3. Comprimir la capa a una presión de superficie de 8 mN / m con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Continuar la compresión de la capa hasta el sur medidopresión alcanza la cara 8 mN / m y establecer las barreras para que esta presión de la superficie se mantiene a un valor constante.
      4. Supervisar el desarrollo de la superficie como las barreras de la artesa de Langmuir ajustar en el transcurso de 45 min para mantener una presión superficial constante de 8 mN / m.
      5. Comprimir la capa a una presión superficial de 23 mN / m con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) reduciendo aún más el área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Establecer las barreras para que la presión superficial se mantiene constante a 23 mN / m.
      6. Supervisar el desarrollo de la superficie como las barreras de la artesa de Langmuir ajustar en el transcurso de 45 min para mantener una presión superficial constante de 23 mN / m.
    3. Caracterización de la capa de por espectroscopia infrarroja de reflectancia absorción
      Nota: Con el fin de registrar los espectros infrarrojos (IR), un espectrómetro FT-IR equipado con un teluro de cadmio mercurio enfriado con nitrógeno líquido (MCT) detector se emplea y el último se une a una unidad de reflexión de aire / agua externo. El haz IR es guiado fuera del espectrómetro y enfocada sobre la superficie del agua ultrapura de la artesa de Langmuir con termostato. Luz de p -polarization en un ángulo de incidencia por debajo de (40 °) el ángulo de Brewster se utilizó para las mediciones. La artesa de Langmuir para mediciones IR consta de dos compartimentos: en un compartimento, el sistema monocapa de muestra se extiende, mientras que el otro compartimento contiene el agua ultrapura subfase como referencia. Un sistema de transporte controlado por ordenador se utiliza para mover la pila, de manera que se ilumina ya sea la muestra o el compartimento de referencia. Para eliminar la señal de vapor de agua de los espectros, calcular el espectro de reflexión de absorción de acuerdo con log (R / R 0), con el espectro de reflectancia de un solo haz desde el compartimiento de referencia (R 0) como un fondo para la reflectancia de un solo haz espectrode la monocapa (R) desde el compartimento de la muestra. Mantener constante mediante la colocación de toda la configuración experimental en una caja herméticamente cerrada la presión de vapor de agua. En todos los experimentos, utilice una velocidad de resolución y un escáner de 8 cm -1 y 20 kHz, respectivamente. Utilizar un polarizador de rejilla de alambre para polarizar el haz IR incidente. Co-añadir los espectros de la luz con p -polarized más de 400 exploraciones. Realizar una línea de base de corrección para permitir una comparación de los espectros.
      1. Difundir una alícuota de 100 l de la solución diluida social de (3) en agua ultrapura en una artesa de Langmuir que comprende una configuración de espectroscopía infrarroja de reflexión-absorción (TIRA).
      2. Deja la artesa de Langmuir equilibrar durante 15 min dejando que el disolvente se evapore.
      3. Comprimir la capa a una presión de superficie de 1 mN / m con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Monitorear la superficie prefisura por medio de la microbalanza presión superficial con una placa de Wilhelmy papel de filtro y establecer las barreras de la artesa de Langmuir de modo que se mantiene una presión de superficie de 1 mN / m.
      4. Registrar un espectro IR con p -polarized luz con un ángulo de incidencia de 40 ° 44,45.
      5. Comprimir la capa a la tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) reduciendo aún más el área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras para que las presiones de superficie de 3, a continuación, 5, y finalmente se obtienen 8 mN / m, como se indica por la microbalanza presión superficial. Los espectros de Registro con p luz -polarized en un ángulo de incidencia de 40 ° para cada uno de estos presiones de superficie mientras se mantiene la constante de este último 44,45.

    3. La carbonización de un Hexayne amphiphile monocapa a Temperatura Ambiente

    Nota: Todos los experimentos en la interfase aire-agua se realizan como se ha descrito anteriormente. irradiancia UVación se lleva a cabo utilizando una lámpara de UV de haluro metálico de galio dopado con 250 W (UV-Light Technology, Birmingham, Reino Unido). Para carbonizaciones de películas en la interfase aire-agua, la caja que encierra la artesa de Langmuir se retira cuidadosamente o se abre a un lado, y la lámpara se coloca a 50 cm de la superficie del agua al tiempo que garantiza que la interfaz aire-agua está cubierto de la cono de luz UV. Durante la iluminación, la temperatura de la subfase se mantiene a 20 ° C usando el termostato de la cubeta de Langmuir. Todos los experimentos de carbonización se realizan a una presión de superficie de 8 mN / m. A esta presión un acondicionamiento hermético de los anfífilos se garantiza mientras que, al mismo tiempo, la monocapa muestra una alta estabilidad.

    1. La investigación de la carbonización por IRRA Espectroscopia y medición del isoterma
      Nota: Los espectros de IRRA se registran como se describe anteriormente 44,45.
      1. Difundir una alícuota de 100 l de la solución diluida social de (3) en agua ultrapura enla artesa de Langmuir que comprende una espectroscopia de reflexión-absorción en el infrarrojo (TIRA) de configuración.
      2. Deja la artesa de Langmuir equilibrar durante 15 min dejando que el disolvente se evapore.
      3. Comprimir la capa a la tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras de modo que se obtiene una presión superficial de 8 mN / m, medida por la microbalanza presión superficial equipado con una placa de Wilhelmy papel de filtro. Establecer las barreras de la artesa de Langmuir de manera que se mantiene una presión de superficie de 8 mN / m.
      4. Registrar un espectro IR con p -polarized luz con un ángulo de incidencia de 40 ° 44,45.
      5. Retirar con cuidado la caja que encierra la artesa de Langmuir. Montar la lámpara UV a una base de soporte y colocarlo aproximadamente 50 cm de la superficie del agua al tiempo que garantiza que la interfaz está cubierto en el cono de la luz UV.
      6. Después de confirmar que la monocapa es todavíacomprimido a una presión de superficie de 8 mN / m, medida por la microbalanza presión en la superficie, establecer las barreras de la artesa de Langmuir para que se fijan en la posición actual.
      7. Exponer la interfase aire-agua a la luz UV. Detener la irradiación por que la lámpara se apaga después de un total de 40 minutos de irradiación. Controlar y registrar el cambio de la presión superficial por la microbalanza presión superficial equipado con una placa Wilhelmy de papel de filtro a lo largo de la irradiación.
      8. Adjuntar la artesa de Langmuir en la caja sellada con el fin de evitar una contaminación de la interfaz. Deje la configuración que se equilibre durante 30 minutos. Establecer las barreras de la artesa de Langmuir para mantener la presión de la superficie observada por la microbalanza presión de superficie después de la irradiación.
      9. Registrar un espectro IR con p -polarized luz con un ángulo de incidencia de 40 ° 44,45.
    2. La investigación de la Película carbonizado por Brewster Microscop Ánguloy
      Nota: Brewster microscopía de ángulo (BAM) experimentos se llevan a cabo en una cubeta de Langmuir-interfaz de ordenador a medida junto con un microscopio ángulo de Brewster como se describe en otro lugar 46,47. Las isotermas de presión superficial se miden continuamente durante todo el curso de los experimentos de microscopía. La resolución lateral es de aproximadamente 4 micras, con la configuración empleada. software simple de procesamiento de imágenes se utiliza para mejorar el contraste de las micrografías.
      1. Difundir una alícuota de 100 l de la solución diluida social de (3) en agua ultrapura en la artesa de Langmuir alineado con el microscopio ángulo de Brewster.
      2. Deja la artesa de Langmuir que se equilibre durante 15 min, dejando que el disolvente se evapore.
      3. Comprimir la capa a una presión de superficie de 8 mN / m con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Monitorear la presión superficial por medio de los pres superficialesSeguro microbalanza equipado con un papel de filtro de la placa de Wilhelmy y establecer las barreras de la artesa de Langmuir de modo que se mantiene una presión de superficie de 8 mN / m.
      4. Record micrografías BAM a dicha presión superficial 46,47.
      5. Abra cuidadosamente la caja que encierra la artesa de Langmuir. Montar la lámpara UV a una base de soporte y colocarlo aproximadamente 50 cm de la superficie del agua al tiempo que garantiza que la interfaz está cubierto en el cono de la luz UV.
      6. Asegúrese de que la monocapa todavía se comprime a una presión superficial de 8 mN / m y fijar la posición de las barreras de la artesa de Langmuir.
      7. Exponer la interfase aire-agua a la luz UV. Detener la irradiación por que la lámpara se apaga después de un total de 40 min. Controlar y registrar el cambio de la presión superficial en todo el curso de la irradiación.
      8. Micrografías BAM registro después de la irradiación 46,47.
      9. Use una aguja para manipular el nanosheet de carbono en la interfase aire-agua,y utilizar el BAM para controlar el movimiento de la nanosheet carbono. La aplicación de presión a la nanosheet de carbono conduce a una ruptura de la hoja.
      10. Record micrografías BAM de la hoja de ruptura 46,47.
    3. Langmuir-Blodgett transferencia de una capa no carbonizados y un Nanosheet de carbono de la interfase aire-agua a un sustrato sólido
      Nota: El zafiro (Al 2 O 3) sustratos se limpian antes de la transferencia por un tratamiento básico de la piraña y se almacenaron en agua ultrapura 48 antes de su uso. Un par de pinzas unidos a un brazo mecánico se coloca verticalmente por encima de una artesa de Langmuir con una adecuada cavidad profunda para la transferencia de Langmuir-Blodgett (LB) de las capas de la interfaz aire-agua 49. Si la transferencia de un no carbonizado así como una muestra de carbonizado se pretende dentro del mismo experimento, tal como se describe aquí, dos pares de pinzas necesita ser unido al brazo mecánico a diferentes alturas de modo que un sustrato cun ser retirado mientras que el segundo sustrato se mantiene sumergido en la subfase. La transferencia de Langmuir-Schäfer (LS) se llevó a cabo de forma manual con microscopía electrónica de transmisión de carbono agujereada rejillas (TEM) como soporte 50.
      1. Instalar dos sustratos de zafiro con los dos pares de pinzas, sumerja los sustratos en la subfase, y limpie bien la interfaz aire-agua antes de extenderse.
      2. Esparce cuidadosamente una alícuota de 100 l de la solución diluida social de (3) en DCM / cloroformo en el agua ultrapura en la artesa de Langmuir.
      3. Deja la artesa de Langmuir equilibrar durante 15 min dejando que el disolvente se evapore.
      4. Comprimir la capa a una presión de superficie de 8 mN / m con una tasa de compresión constante de 5 Å / (molécula de x min) mediante la reducción del área de la superficie de la cubeta de Langmuir con las barreras. Monitor de la presión de superficie por medio de la microbalanza presión superficial equipado con una placa Wilhelmy de papel de filtro y establecer las barreras dela artesa de Langmuir de modo que se mantiene una presión de superficie de 8 mN / m.
      5. Con el fin de transferir la monocapa no carbonizado a un sustrato de zafiro, mantener la monocapa a una presión de superficie de 8 mN / m como se indica por la microbalanza presión superficial y tire del brazo mecánico a una velocidad de 1,2 mm / min hasta que la primera sustrato se elimina por completo de la subfase. El segundo sustrato debe permanecer sumergido en la subfase.
      6. recuperar cuidadosamente el primero sustrato que lleva la capa no carbonizado del par de pinzas, almacenarlo bajo protección de la luz y emplearla para la aplicación deseada cuando sea necesario.
      7. Abra cuidadosamente la caja que encierra la artesa de Langmuir. Montar la lámpara UV a una base de soporte y colocarlo aproximadamente 50 cm de la superficie del agua, garantizando al mismo tiempo que la interfaz está cubierto en el cono de la luz UV.
      8. Asegúrese de que la monocapa todavía se comprime a una presión superficial de 8 mN / m y fijar la position de las barreras.
      9. Exponer la interfase aire-agua a la luz UV. Detener la irradiación por que la lámpara se apaga después de un total de 40 minutos de irradiación. Controlar y registrar el cambio de la presión superficial, medida por la microbalanza presión superficial en todo el curso de la irradiación.
      10. Con el fin de transferir la película carbonizada a un sustrato de zafiro, establecer las barreras de la artesa de Langmuir para que la presión superficial medida después de la irradiación se mantiene. Mientras se mantiene constante por las barreras de la artesa de Langmuir la presión superficial, retraer el brazo mecánico que sostiene el sustrato desde la interfaz a una velocidad de 1,2 mm / min hasta que el sustrato se elimina por completo de la subfase.
      11. recuperar con cuidado el sustrato que lleva la capa carbonizada del par de pinzas.
      12. Mantenga una rejilla TEM de carbono perforado con un par de pinzas y realizar una transferencia LS manual de la capa carbonizada de la interfase aire-agua 50. dejar que tque muestra lentamente secar en una corriente suave de nitrógeno y realizar el escaneo de imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM).
      13. / Vis espectros de absorción UV de registro de la capa no carbonizado y la nanosheet de carbono en un espectrómetro UV / VIS a una velocidad de barrido de 400 nm por minuto. Utilizar un sustrato de zafiro vacía como la referencia.

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Representative Results

El 13 de resonancia magnética nuclear C (RMN) de la molécula de precursor preparado 3 muestra los 12 átomos de carbono sp -hybridized del segmento hexayne con los desplazamientos químicos correspondientes de δ = 82 a 60 ppm (Figura 1b). Por otra parte, las señales en δ = 173 ppm y en δ = 52 ppm se asigna al carbonilo y metil carbono del éster, respectivamente. Las señales entre δ = 33-14 ppm se atribuyen a los carbonos alifáticos de dodecil el residuo. El / Vis espectro de absorción UV correspondiente de 3 muestra la estructura fina vibrónica característica de un hexayne (Figura 1c).

Las propiedades de formación de película de la anfífilo hexayne (3) son investigados mediante la medición de la isoterma de la zona de presión de la superficie y mediante la derivación de los módulos de compresibilidad (Figura 2a-b). La compresión de la capa conduce a un aumento de la presión de superficie en un área molecular media de 24 Å 2 y la isoterma cuenta con una pendiente pronunciada. Por otra parte, se observa una región de la meseta fuertemente inclinada entre las presiones de superficie de 9 y 15 mN / m, correspondiente a significar áreas moleculares de 22 y 18 Å 2, respectivamente. Por encima de la meseta, un segundo aumento pronunciado de la pendiente de la isoterma se observa hasta el colapso de la película a una presión superficial de 37 mN / m que corresponde a una zona molecular medio de 17 Å 2. Un gráfico de los módulo de compresibilidad frente a la presión superficial muestra que los antiguos aumenta a valores de C s -1> 100 mN / m, incluso a presiones superficiales tan bajas como 1-9 mN / m. Esto es seguido por una disminución del módulo en la región de la meseta, y un aumento adicional más allá de los valores de C s -1> 300 mN / m hastaal colapso de la película. Control de la capa de (3) a una presión de superficie de 8 mN / m no muestra ningún cambio en la correspondiente área de superficie (Figura 2c). A una presión superficial de 23 mN / m por encima de la meseta en la isoterma, sin embargo, una reducción significativa de la superficie se produce en el transcurso de 45 min (Figura 2d).

La monocapa auto-ensamblado a presiones de superficie por debajo de la meseta en la isoterma se caracteriza por la grabación de la absorción de la reflexión (IRRA) los espectros de infrarrojo (Figura 3). Los espectros de IRRA a presiones superficiales de 1-8 mN / m² mostrar anchas bandas a 3.600 y 1.670 cm-1 que surgen de la OH vibraciones de estiramiento y flexión de agua, respectivamente. Por otra parte, se observa una banda a 2.350 cm -1 que se origina a partir de una compensación insuficiente de la señal de dióxido de carbono (Figura 3a). norteext a estas señales de fondo, las bandas de visualización espectros a 2.919 y 2.849 cm -1 correspondientes al CH asimétrica y simétrica 2 vibraciones de tensión de los residuos de dodecilo de anfífilo (3) (Figura 3b). Las posiciones de estas bandas sirven como marcadores cualitativos para el orden conformacional de residuos alquilo en monocapas en la interfase aire-agua 45,51. Por otra parte, se observan bandas a 2.200 y 2.171 cm-1 que se puede asignar a las vibraciones de tensión C = C de la fracción hexayne (Figura 3c). El IRRA espectros no cambian después de la compresión de la capa a diferentes presiones de superficie por debajo de la meseta en la isoterma.

El proceso de carbonización se controla por espectroscopía de IRRA y la evolución de la presión superficial es seguido por medio de la microbalanza presión superficial (Figura 4). Un Comparisen los espectros de IRRA antes y después de la irradiación UV muestra que la banda de vibración asociado con los restos hexayne (ν (C = C)) a 2.200 y 2.172 cm -1 ha desaparecido por completo después de 40 min de irradiación (Figura 4c). Al mismo tiempo, el metileno asimétrica y simétrica estiramiento vibraciones a 2.919 y 2.849 cm -1 disminución en la intensidad y cambiar a las frecuencias de 2.924 y 2.855 cm -1, respectivamente (Figura 4b). Por otra parte, la banda de OH de la subfase (ν (OH)) a 3.600 cm-1 disminuye de manera significativa en la intensidad en el curso de la irradiación (Figura 4a). Los datos de la serie de microbalanza de presión de la superficie que, cuando las barreras se fijan después de la compresión de la monocapa a 8 mN / m y se inicia la irradiación UV, la presión superficial se incrementa rápidamente más allá de valores de 27 mN / m en el curso de la carbonization proceso.

Películas transferidas a sustratos de zafiro después de la carbonización inducida por UV muestran una absorción amplia, sin rasgos en longitudes de onda de hasta 550 nm en la respectiva UV / Vis (Figura 4e). El pico principal de absorción de los nanoláminas de carbono se observa en aproximadamente 260 nm, y la comparación con el espectro de la monocapa antes de la irradiación confirma la conversión completa de los restos hexayne. Micrografías ángulo de Brewster (Figura 5) y las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) sirven como un medio para visualizar los nanoláminas de carbono obtenidos (Figura 6). Mientras Brewster micrografías ángulo de una monocapa de la anfifilo (3) comprimen a 8 mN / m espectáculo una película con imperfecciones o huecos, como se indica por las regiones negras (Figura 5A), las imágenes de la capa obtenida después de la carbonización por UV irradiación display un claro cambio en la textura de la película (Figura 5b, c). Después de la rotura de las islas de lámina permanecen flotando en la interfase aire-agua (Figura 5d). La microscopía electrónica muestra nanoláminas después de la transferencia de Langmuir-Schäfer a una rejilla TEM de carbono agujereada como soporte. Los nanoláminas son mecánicamente lo suficientemente estable como para atravesar los agujeros de tamaño micrométrico en una rejilla TEM (Figura 6a-d). Se observó un ligero contraste entre las regiones cubiertas con el nanosheet de carbono y otros en un voltaje de aceleración de 2,0 kV (Figura 6a; la mancha oscura visible en la imagen surge de la pequeña distancia de trabajo que conduce a un efecto de sombreado en aumentos bajos). Las imágenes tomadas en la misma posición ponen de manifiesto la influencia de la tensión de aceleración, ya que el nanosheet de carbono se vuelve opaco al haz de electrones en alrededor de 0,5 kV, y la nanosheet carbono muestra drapeado, así como arrugas en su borde (figura 6b, c). La película es de otra manera muy suave y uniformemente distribuidos en la red más lejos de la región fronteriza (Figura 6d; el defecto en las ayudas rejilla de soporte en la identificación de la nanosheet de carbono).

Figura 1
Figura 1: (A) Síntesis del compuesto anfifílico hexayne (3) por la bromación secuencial 52,53 y la elongación catalizada por Pd 30,31 del segmento de alquino. Reactivos y condiciones: (i) 1,4-bis (trimetilsilil) buta-1,3-diino, MeLi · LiBr, ZnCl 2, PdCl2 (dppf) · DCM, THF / tolueno, 71%; ii) AgF, NBS, MeCN; a continuación, 1-trimethylsilyloctadeca-1,3,5-triyne 7, MeLi · LiBr, ZnCl 2, PdCl2 (dppf) · DCM, THF / tolueno, 23% en dos etapas; (Iii) NaOMe, DCM, MeOH, cuantitativo. (< strong> b) El espectro de 13C RMN del anfífilo hexayne (3) con doce resonancias de carbono de acetileno (naranja) y (c) el correspondiente espectro UV / Vis. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2: Investigación del anfífilo hexayne (3) en la interfaz aire-agua (a) La isoterma de área de presión de la superficie y (b) la trama del módulo de compresibilidad de la película indican una transición directa de una fase gas-análogo al. una fase condensada. (C) Una capa se comprime a 8 mN / m, así como (d) 23 mN / m, y el desarrollo de la superficie se controla a una presión superficial constante. om / archivos / ftp_upload / 53505 / 53505fig2large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figura 3
Figura 3: infrarrojo de reflexión-absorción (TIRA) los espectros de la película del anfífilo hexayne (3) (40 °, p luz -polarized) comprimido a presiones entre 1 mN / m (línea de color negro) y 8 mN / m de superficie (luz línea azul). (a) el espectro completo con bandas prominentes a 3.600 y 1.670 cm-1 a partir de la subfase de agua, así como el pico de alrededor de 2.350 cm -1 debido a la compensación de dióxido de carbono insuficiente. (B) la región espectral de las vibraciones de estiramiento de metileno, así como (c) las bandas correspondientes a la fracción hexayne. 05 / 53505fig3large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4
Figura 4: Investigación de la carbonización de una película de la, amphiphile rico en carbono reactivo 3. (A) espectros IRRA grabado antes (línea azul) y después de 40 min (línea roja) de la irradiación UV. (B) la región espectral de las vibraciones de estiramiento de metileno, así como (c) las bandas correspondientes a la fracción hexayne. (D) Con las barreras fijas a un área superficial constante, se observa un aumento significativo de la presión superficial durante la carbonización. (E) UV / Vis de las películas irradiadas en comparación con una película no carbonizado de (3) muestran una absorción amplia y sin rasgos en longitudes de onda de hasta 600 nm.om / archivos / ftp_upload / 53505 / 53505fig4large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5
Figura 5: Brewster ángulo de microscopía (BAM) experimentos con una película del anfífilo 3 en la interfase aire-agua antes y después de la carbonización por irradiación UV (a) Micrografía de una monocapa de (3) comprimido a 8 mN / m.. (B) Después de la irradiación UV, se observa un cambio claro en la textura de la película que (c) se hace más homogénea después de permitir que la película se expanda mediante la apertura de las barreras. (D) La rotura de la lámina carbonizada por la manipulación con una aguja deja islas flotantes en la interfase aire-agua. Por favor, haga clic aquí para ver una mayor cincorsión de esta figura.

Figura 6
Figura 6:. Microscopía electrónica de barrido (SEM) de un nanosheet de carbono después de la transferencia de Langmuir-Schäfer a una rejilla de TEM de carbono holey como soporte (a) Una rejilla parcialmente cubierta proyectado en un voltaje de aceleración de 2,0 kV. (B - c) El nanosheet de carbono se vuelve opaco al haz de electrones en alrededor de 0,5 kV. (D) de distancia desde el borde, una película lisa se ​​extiende uniformemente la red. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

El anfifilo hexayne deseado (3) se prepara forma directa por la bromación secuencial 52,53 y 30,31 alargamiento del segmento de alquino Pd-catalizada, seguido por una reacción de desprotección final del éster tritylphenyl (2) (Figura 1a) 29. La síntesis exitosa se ​​confirma por el espectro de 13 C NMR (Figura 1b), así como la UV-Vis espectro de absorción (Figura 1c) 31,54. Esto demuestra la naturaleza fácil por el cual homólogos oligoyne más altas pueden ser preparados por el 30,31 metodología de síntesis desarrollado. Sin embargo, es importante mantener la sensibilidad de los derivados oligoyne en mente, y su almacenamiento en soluciones diluidas es conveniente con el fin de asegurar la integridad a largo plazo. Por otra parte, los compuestos ordenados deben ser manejados en la oscuridad a temperatura ambiente o por debajo para evitar cualquier descomposición prematura. Esto es de importancia crítica para elbromotriyne intermedia que se prepara in situ en la síntesis del éster hexayne (2), ya que este compuesto dimeriza fácilmente en estado sólido 41. El anfifilo hexayne (3) forma reversible películas en la interfase aire-agua (figura 2a, b), sometidos a transiciones sucesivas de una fase gas-análoga a dos fases condensadas diferentes separadas por una meseta 55. Seguimiento de la evolución de la superficie con el tiempo a una presión superficial constante demostró que las películas eran estables a presiones por debajo de la meseta (Figura 2c, d). Por tanto, la carbonización de la monocapa se investigó a una presión de superficie de 8 mN / m. Con el fin de obtener mediciones reproducibles de la isoterma de área de superficie de presión, una configuración de artesa de Langmuir limpio es de suma importancia.

IRRA espectros de bandas de visualización para las vibraciones simétricas y asimétricas de metileno se extiende a 2.919 y 2.849 cm -1 todo-trans estado (Figura 3a, b) 45,51. Las bandas a 2.200 y 2.171 cm-1 pueden ser asignados a las vibraciones de tensión C = C de la fracción hexayne (Figura 3c). Tras la irradiación UV de la capa monomolecular auto-ensamblado, estas bandas desaparecen por completo, lo que indica una conversión prácticamente completa (Figura 4a-c). La metileno vibraciones de tensión cambie a frecuencias de 2.924 y 2.855 cm-1 (Figura 4b), lo que indica que las cadenas dodecil experimentan un cambio conformacional a un estado líquido expandido, no ordenada (gauche) 45,51. Un aumento significativo de la presión superficial se produce a lo largo de la carbonización en un área de superficie constante, lo que sugiere una expansión lateral de la capa sobre la carbonización (Figura 4d). Monocapas antes y después de la carbonización son entonces transferred a sustratos de zafiro. A diferencia de la hexayne (3) en la solución y la monocapa no irradiado, el espectro UV / Vis de la película carbonizada mostraron una amplia absorción, sin rasgos en longitudes de onda de hasta 550 nm, proporcionando evidencia concluyente de la extensa carbonización (Figura 4e) . La brecha de banda óptica de aproximadamente 2,2 eV por lo tanto sugiere la presencia de dominios al menos nanómetros de tamaño de grafito de carbono, según los estudios de materiales de óxido de grafeno reducido 56,57.

Brewster micrografías ángulo de una monocapa de la anfifilo (3) antes de la carbonización muestran una película con imperfecciones o huecos, como se indica por las regiones negras (Figura 5a). Por el contrario, las imágenes de la monocapa después de la carbonización muestran una película más homogénea con una textura corrugado (Figura 5b), incluso después de la expansión de las barreras de la artesa de Langmuir (Figura 5c).Las películas carbonizadas se pueden romper por la manipulación con una aguja, y la ruptura de las islas permanecen flotando en la interfase aire-agua (Figura 5d). Esto corrobora la aumentado drásticamente la estabilidad mecánica de las películas después de la carbonización. Por otra parte, micrografías SEM confirman la formación de un nanosheet carbono delgado con dimensiones laterales extendidas (Figura 6a-d).

En conclusión, el presente documento hemos presentado un nuevo método para preparar nanoláminas de carbono basados ​​en la auto-ensamblaje y posterior carbonización de hexaynes anfifílicas en la interfase aire-agua. Este proceso produce películas de carbono funcionalizados mecánicamente estables que llevan similitudes con óxido de grafeno reducido en su estructura de carbono. Las dimensiones laterales de los nanoláminas de carbono sólo están limitadas por el área de la artesa de Langmuir y muestras de tamaño nanosheet centímetro cuadrado se preparan sin rodeos. Cabe destacar que el enfoque presentado logra accarbonización ompleta a temperatura ambiente, que lo distingue de manera significativa de otros enfoques hacia nanomateriales de carbono que por lo general se basan en temperaturas de proceso por encima de 800 ° C 18,58,59. De acuerdo con ello, los grupos funcionales químicos se conservan y un control de la química de la superficie de los nanoláminas de carbono se puede lograr a través de una cuidadosa elección de las moléculas precursoras anfifílicos. Prevemos una gran cantidad de posibles aplicaciones de la preparación de sustratos quimioselectiva para microscopía electrónica de recubrimientos de protección, nuevos materiales de electrodos y membranas.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Methyllithium lithium bromide complex (2.2 M solution in diethylether) Acros 18129-1000 air-sensitive, flammable
Zinc chloride (0.7 M solution in THF) Acros 38945-1000 air-sensitive, flammable
1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene]
dichloropalladium(II), DCM adduct 		 Boron Molecular BM187
N-Bromosuccinimide Acros 10745 light-sensitive
Silver fluoride Fluorochem 002862-10g light-sensitive
n-Butyllithium (2.5 M solution in hexanes) Acros 21335-1000 air-sensitive, flammable
Sodium methanolate Acros 17312-0050
Tetrahydrofuran (unstabilized, for HPLC) Fisher Chemicals T/0706/PB17 This solvent was dried as well as degassed using a solvent purification system (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Toluene (for HPLC) Fisher Chemicals T/2306/17 This solvent was dried as well as degassed using a solvent purification system (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Acetonitrile (for HPLC) Fisher Chemicals A/0627/17 This solvent was dried as well as degassed using a solvent purification system (Innovative Technology, Inc, Amesbury, MA, USA)
Dichloromethane (Extra Dry over Molecular Sieve) Acros 34846-0010
Chloroforme (p.a.) VWR International 1.02445.1000
Pentane Reactolab 99050 Purchased as reagent grade and distilled once prior to use
Heptane Reactolab 99733 Purchased as reagent grade and distilled once prior to use
Dichloromethane Reactolab 99375 Purchased as reagent grade and distilled once prior to use
Diethylether Reactolab 99362 Purchased as reagent grade and distilled once prior to use
Geduran silica gel (Si 60, 40-60 µm) Merck 1115671000
Langmuir trough R&K, Potsdam
Thermostat  E1 Medingen
Hamilton syringe  Model 1810 RN SYR
Vertex 70 FT-IR spectrometer  Bruker
External air/water reflection unit (XA-511)  Bruker
UV lamp (250 W, Ga-doped metal halide bulb) UV-Light Technology
Brewster angle microscope (BAM1+)  NFT Göttingen
Sapphire substrates Stecher Ceramics
Quantifoil holey carbon TEM grids Electron Microscopy Sciences
Nuclear magnetic resonance spectrometer (Bruker Avance III 400) Bruker
JASCO V-670 UV/Vis spectrometer JASCO
Scanning Electron Microscope (Zeiss Merlin FE-SEM) Zeiss

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Schrettl, S., Schulte, B., Stefaniu, C., Oliveira, J., Brezesinski, G., Frauenrath, H. Preparation of Carbon Nanosheets at Room Temperature. J. Vis. Exp. (109), e53505, doi:10.3791/53505 (2016).

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