Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

تصنيع المجهرية البوليمر لمرنان البصرية وتطبيقات الليزر

Published: June 2, 2017 doi: 10.3791/55934

Summary

يتم عرض بروتوكولات لتجميع المجهرية من البوليمرات، والتلاعب من المجهرية، والقياسات الضوئية الدقيقة.

Abstract

وتصف هذه الورقة ثلاث طرق لإعداد المجهرية الفلورية تتألف من البوليمرات π مترافق أو غير مترافق: نشر البخار، وهطول واجهة، ومستحلب صغير. في جميع الأساليب، يتم الحصول على مجالات محددة جيدا، ميكرومتر الحجم من عملية التجميع الذاتي في الحل. طريقة نشر البخار يمكن أن يؤدي إلى المجالات مع أعلى كروية ونعومة السطح، ولكن أنواع البوليمرات قادرة على تشكيل هذه المجالات محدودة. من ناحية أخرى، في طريقة مستحلب صغيرة، ويمكن إجراء المجهرية من أنواع مختلفة من البوليمرات، حتى من البوليمرات البلورية للغاية مع كوبلانار، π مترافق مع العمود الفقري. وخصائص فوتولومينسنت (بل) من المجهرية معزولة واحدة غير عادية: بل يقتصر داخل المجالات، ينتشر في محيط المجالات عبر الانعكاس الداخلي الكلي في واجهة البوليمر / الهواء، والتداخل الذاتي لإظهار حادة ودورية الرنين خطوط بل. هذه ريسوناتينوسائط g هي ما يسمى "وسائط معرض يهمس" (ومز). يوضح هذا العمل كيفية قياس وم بل من المجالات المعزولة واحدة باستخدام تقنية الضوئية الدقيقة (μ-بل). في هذه التقنية، شعاع الليزر تركز إشعاعات ميكروسفهير واحد، ويتم الكشف عن التلألؤ من قبل مطياف. ثم يتم استخدام تقنية ميكرومانيبولاتيون لتوصيل المجهرية واحدا تلو الآخر، وإثبات انتشار بل بين الطبقات وتحويل اللون من المجهرية إلى جانب الإثارة في محيط مجال واحد والكشف عن بل من ميكروسفهير أخرى. هذه التقنيات، μ-بل و ميكرومانيبولاتيون، هي مفيدة للتجارب على تطبيق البصريات الصغيرة باستخدام مواد البوليمر.

Introduction

وتستخدم على نطاق واسع جزيئات البوليمر نانو / الجزئي الحجم لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك دعم المحفز، حشو اللوني العمود، وكلاء تسليم المخدرات، وتحقيقات الفلورسنت لتتبع الخلايا، وسائل الإعلام البصرية، وهكذا دواليك 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 . على وجه الخصوص، البوليمرات π مترافق لديها الانارة المتأصلة وشحن إجراء الخصائص التي هي مفيدة للتطبيقات البصرية والإلكترونية، والبصرية باستخدام مجالات البوليمر 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، وخاصة تطبيقات الليزر باستخدام الناعمة أورغمواد انيك 15 ، 16 ، 17 . على سبيل المثال، والتكامل ثلاثي الأبعاد من المجالات مع عدة مئات من أقطار نانومتر تشكل بلورات الغروية، والتي تظهر الفجوات الفرقة الضوئية في طول موجة معينة 18 ، 19 . عندما يقتصر الضوء في الهيكل الدوري إنتيرسفير، يظهر العمل لاسينغ في منتصف الفرقة توقف. من ناحية أخرى، عندما يزيد حجم المجالات إلى مقياس ميكرومتر عدة، يقتصر الضوء داخل ميكروسفهير واحد عن طريق الانعكاس الداخلي الكلي في واجهة البوليمر / الهواء 20 . ويؤدي انتشار الموجة الضوئية في المحيط الأقصى إلى التداخل، مما يؤدي إلى ظهور وضع الرنين مع خطوط انبعاث حادة ودورية. هذه الأوضاع البصرية هي ما يسمى "وسائط معرض يهمس" (ومز). مصطلح "معرض يهمس" نشأت منكاتدرائية القديس بولس في لندن، حيث تنتشر موجات صوتية على طول محيط الجدار، مما يسمح للسماس أن يسمع من قبل شخص على الجانب الآخر من المعرض. لأن الطول الموجي للضوء على مقياس ميكرومتر الفرعي، الذي هو أصغر بكثير من الموجات الصوتية، مثل هذه القبة الكبيرة ليست ضرورية ل وم من الضوء: صغيرة، ميكرومتر مقياس، وأوعية محددة جيدا، مثل المجهرية، ميكروديسس ، والبلورات الصغيرة، الوفاء بظروف وم.

المعادلة 1 هي شكل بسيط من حالة مرن وم 21 :

نود = (1)

حيث n هو معامل الانكسار للمرنان، d هو القطر، l هو عدد صحيح، و λ هو الطول الموجي للضوء. الجزء الأيسر من (1) هو طول المسير البصري من خلال انتشار دائرة واحدة. عندما يتزامن المسار البصري مععدد صحيح من الطول الموجي، يحدث الرنين، بينما في الطول الموجي الآخر، يتم تقليل الموجة الخفيفة عند التقريب.

تقدم هذه الورقة عدة طرق تجريبية لإعداد المجهرية لمرنانات وم من البوليمرات المترافقة في الحل: نشر البخار 22 ، 23 ، 24 ، 25 ، 26 ، 27 ، 28 ، 29 ، 30 ، مستحلب صغير 31 ، وهطول واجهة 32 . كل طريقة لها خصائص فريدة من نوعها. على سبيل المثال، توفر طريقة نشر البخار المجهرية محددة جيدا مع كروية عالية جدا والأسطح الملساء، ولكن فقط البوليمرات منخفضة البلورية يمكن أن تشكل هذه المجهرية. من ناحية أخرى، لمستحلب صغير، وأنواع مختلفة من البوليمرات المترافق، بما في ذلك البوليمرات عالية البلورية، يمكن أن تشكل المجالات، ولكن التشكل سطح أقل شأنا من تلك التي تم الحصول عليها من طريقة نشر البخار. ويفضل استخدام طريقة الترسيب البيني في تكوين المجهرية من البوليمرات غير المخدرة الصبغية غير المترافقة. في جميع الحالات، واختيار المذيب وغير المذيبات يلعب دورا هاما في تشكيل التشكل كروية.

في النصف الثاني من هذه الورقة، يتم عرض تقنيات μ-بل والتلاعب الجزئي. بالنسبة إلى تقنية μ-بل، يتم تفريق المجهرية على ركيزة، ويتم استخدام شعاع ليزر مركز، من خلال عدسة المجهر، لإشعاع ميكروسفهير معزول واحد 24 . يتم الكشف عن بل ولدت من المجال من قبل مطياف من خلال عدسة المجهر. نقل مرحلة العينة يمكن أن تختلف الموقف من بقعة إثارة. نقطة الكشف هي أيضا متغيرة عن طريق إمالة البصريات الموازاة من إكسيشعاع الليزر تاتي فيما يتعلق المحور البصري من مسار الكشف 28 ، 32 . للتحقيق في إنتيرسفير انتشار الضوء وتحويل الطول الموجي، وتقنية التلاعب الجزئي يمكن استخدامها 32 . لربط العديد من المجهرية مع خصائص بصرية مختلفة، فمن الممكن لالتقاط المجال واحد باستخدام إبرة الدقيقة ووضعها على مجال آخر. بالتزامن مع تقنيات ميكرومانيبولاتيون وطريقة μ-بل، يمكن إجراء قياسات بصرية مختلفة باستخدام كرات البوليمر مترافق، والتي يتم إعدادها بواسطة طريقة التجميع الذاتي بسيطة. سوف تكون هذه الورقة الفيديو مفيدة للقراء الذين يرغبون في استخدام مواد البوليمر لينة للتطبيقات البصرية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. بروتوكولات تلفيق المجهرية البوليمر

  1. طريقة نشر البخار
    1. حل 2 ملغ من البوليمرات المترافق، مثل P1 (بولي [(9،9-ديوكتيل فلورين-2،7-ديل) - ألت - (5-أوكتيلثيانو [3،4- c ] بيرول-4،6-ديون-1، 3-دييل)]) 28 و P2 (بولي [(N- (2-هيبتيلونديسيل) كاربازول-2،7-ديل) - ألت - (4،8-بيس [(دوديسيل) كاربونيل] : 4،5- b '] ديثيوفين-2،6-دييل)]) 28 ، في 2 مل من الكلوروفورم (مذيب جيد) في قارورة 5 مل.
    2. وضع 5 مل من الميثانول (المذيب الفقراء) في قارورة 50 مل.
    3. وضع 5 مل قارورة تحتوي على محلول الكلوروفورم من البوليمر في 50 مل قارورة تحتوي على الميثانول.
    4. كاب قارورة 50 مل والحفاظ عليه لمدة 3 أيام عند 25 درجة مئوية للسماح لهطول الأمطار من المجهرية البوليمر.
  2. مصغرة مستحلب الأسلوب
    1. حل 5 ملغ من البوليمرات مترافق، مثل بول([9-ميثوكسي-5- (3 '، 7'-ديميثيلوكتيلوكسي) -1،4-فينيلينفينيلين] (مدموبف)، في 1 مل من الكلوروفورم.
    2. حل 30 ملغ (~ 50 ملم) من كبريتات دوديسيل الصوديوم (سدز) في 2 مل من الماء منزوع الأيونات.
    3. إضافة 100 ميكرولتر من محلول الكلوروفورم من البوليمر إلى 2 مل من المياه التي تحتوي على سدز.
    4. تحريك خليط الكلوروفورم / الماء بقوة باستخدام الخالط فائقة السرعة في 30،000 دورة في الدقيقة لمدة 2 دقيقة لاستحلاب الحل.
    5. يبقيه لمدة 1 يوم دون السد القارورة لتتبخر الكلوروفورم.
    6. الطرد المركزي التشتت في أنبوب ميكروسنتريفوج 1.5 مل لمدة 5 دقائق في 2200 x ز. إزالة محلول مائي طاف يحتوي على سدز.
    7. إضافة 2 مل من الماء منزوع الأيونات ويهز بقوة.
    8. كرر الخطوة 1.2.6 و 1.2.7 ثلاث مرات لغسل سدز المتبقية.
  3. واجهة طريقة هطول الأمطار
  4. حل 200 ميكروغرام من البوليسترين (بس) و 10 μز من صبغة الفلورسنت (البورون ديبرين، بوديبي) إلى 0.2 مل من تيترايدروفوران (ثف).
  5. صب بلطف حل ثف على 1 مل من طبقة المياه.
  6. الحفاظ على فصل اثنين من ثف / المياه لمدة 6 ساعات دون وضع سقف القارورة للسماح لهطول الأمطار من المجهرية البوليمر.

2. ميكرو-فوتولومينزانس (μ-بل) القياس

  1. إعداد عينة
    1. تمييع تعليق المجهرية أعدت في القسم 1 في غير المذيبات ( أي الميثانول أو الماء منزوع الأيونات).
    2. تدور يلقي قطرة واحدة (20-30 ميكرولتر) من تعليق المخفف من المجهرية على الركيزة الكوارتز باستخدام المغزل تدور (عادة، 2،000 دورة في الدقيقة لمدة 50 ثانية).
    3. الهواء الجاف الفيلم الناجم حتى المذيبات تبخرت تماما (~ 5 دقائق).
  2. الإعداد التجريبية
    1. وضع الركيزة الكوارتز (15 × 15 × 0.5 مم 3 ) على مرحلة عينة من ميكر البصريةoscope.
    2. العثور على المجهرية محددة جيدا التي هي معزولة عن المجالات الأخرى ومناسبة لقياس μ-بل.
    3. حدد ليزر ( أي الطول الموجي، موجة مستمرة أو نبض، وقت التشعيع، والتكامل، وما إلى ذلك ).
    4. حدد التكبير للعدسة.
  3. قياسات
    1. استخدام شعاع الليزر تركز لإشعاع ميكروسفهير. استخدام الليزر التالية: سو أو نابض ليزر مع موجات الإثارة ( λ السابقين ) من 405 نانومتر (سو)، 450 نانومتر (سو)، 355 نانومتر (نبض ليزر؛ تردد، 1 كيلو هرتز؛ مدة النبض، 7 نانومتر)، و 470 نانومتر (نبض ليزر؛ تردد، 2.5 ميغاهيرتز؛ مدة النبض، 70 بس).
    2. تسجيل الطيف بل في بقعة متحمس باستخدام مطياف مع صريف 300 أو 1200 الأخاديد مم -1 .
    3. التقاط صورة الفلورسنت.
    4. تغيير بقعة الإثارة عن طريق تحريك مرحلة العينة.
    5. تغيير بقعة الكشف عن طريق إمالة ميزاء(اذا كان ضروري).

3. ميكرومانيبولاتيون تقنية

  1. التلاعب المجهرية
    1. تعيين الركيزة الكوارتز التي يتم تجميد المجهرية على مرحلة عينة من المجهر الضوئي.
    2. العثور على ميكروسفهير محددة جيدا مناسبة لقياس μ-بل.
    3. تعيين إبرة بلاستيكية صغيرة على جهاز التلاعب الصغرى.
    4. نقل إبرة الدقيقة باستخدام عصا التحكم التي تسيطر عليها الكمبيوتر لالتقاط ميكروسفهير.
    5. نقل ميكروسفهير وتوصيله إلى ميكروسفهير آخر.
    6. قياس μ-بل من ميكروسفهير متصلة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ويبين الشكل 1 تمثيل تخطيطي لطريقة انتشار البخار (أ)، وطريقة مستحلب صغيرة (ب)، وطريقة ترسيب السطح البيني (ج). لطريقة نشر البخار ( الشكل 1A )، تم وضع قارورة 5 مل تحتوي على محلول تشكل 3 من البوليمرات (0.5 ملغ مل -1 ، 2 مل) في قارورة 50 مل تحتوي على 5 مل من غير المذيبات، مثل ميوه . القفورة الخارجية كانت توج ثم سمح للوقوف لمدة 3 أيام عند 25 درجة مئوية. بخار من غير المذيبات تنتشر ببطء في الحل، مما أدى إلى هطول الأمطار من البوليمرات من خلال الدولة فوق المشبعة. لطريقة مصغرة مستحلب ( الشكل 1B )، تم إضافة محلول تشكل 3 من البوليمرات (5 ملغ مل -1 ، 200 ميكرولتر) إلى محلول مائي من كبريتات n -dodecyl الصوديوم (سدز، 1 ​​ملم، 2 مل). كان محلول الماء / تشكل 3 ثنائي الطور المفصول هو إمولسييحدها التحريك بقوة مع الخالط (30،000 دورة في الدقيقة، 5 دقائق). وقد سمح للمستحلب الناتجة للوقوف لمدة 24 ساعة عند 25 درجة مئوية و 1 وحدة في الدقيقة لتبخر طبيعي تشكل 3 . تمت إزالة سدز الزائدة عن طريق تبادل المياه طاف من خلال الطرد المركزي (3 مرات) للحصول على راسب البوليمرات مترافق. بالنسبة لطريقة ترسيب السطح البيني ( الشكل 1 ج )، فإن محلول ثف من خليط من البوليسترين (بس، [بس] = 1.0 ملغ مل -1 ) وصبغ الفلورسنت ([صبغ] = 0.002-1.0 ملغ مل -1 = 6.4-3200 ميكرومتر) بعناية إلى طبقة غير المذيبات من خليط الماء / إتوه (6/1 V / V، 1 مل). أدى بطء انتشار المذيبات، جنبا إلى جنب مع التبخر في وقت واحد من ثف إلى الهواء، في هطول الأمطار بعد 6 ساعات من الشيخوخة.

يتم عرض المجهر الإلكتروني (سيم) ميكروغرافس من المجهرية الناتجة التي أعدتها كل طريقة في الشكلأور 1. أما بالنسبة لطرق انتشار البخار وطرق تساقط البيني، فقد تم الحصول على مجهرية محددة جيدا ذات سطوح عالية وأسطح ناعمة. من ناحية أخرى، لطريقة مستحلب صغير، تم الحصول على المجهرية محددة جيدا، ولكن التشكل سطح لم يكن على نحو سلس جدا بالمقارنة مع تلك التي تنتجها الطرق الأخرى. وكان ذلك لأن السطح السطحي يغطي كامل سطح المجهرية. ومع ذلك، فإن ميزة طريقة مستحلب صغير هو أن المجهرية يمكن أن تكون مصنوعة من أنواع مختلفة من البوليمرات مترافق. هذا هو مفيد جدا لأنه، مع طريقة نشر البخار، والبوليمرات مع ارتفاع التبلور بالكاد تشكل هندسة كروية. في طريقة هطول الأمطار واجهة، وغالبا ما تستخدم المياه باعتبارها غير المذيبات على الطبقة السفلية. ومع ذلك، البوليمرات π مترافق وعادة ما تكون مسعور جدا، يحدث التكتل الثقيلة جدا من المجهرية الناتجة. هذا غير مؤات لعزل كل ميكروسفهير واحد على الركيزة ل μ-بل ليasurements.

ويبين الشكل 2 تمثيل التخطيطي للإعداد التجريبية μ-بل. تم استخدام المجهر الضوئي مع 50X أو 100X الهدف لتحديد الجسيمات المناسبة وتحديد أقطارها ( د ). بالنسبة للقياسات، تم استخدام نظام μ-بل مع مجهر مقترن بمونوكروماتور (صريف: 300 أو 1،200 أخاديد مم -1 ) وكاميرا كسد. وكان محيط محيط ميكروسفهير واحد في الصورة 25 درجة مئوية تحت الظروف المحيطة من قبل سو أو نابض ليزر مع الطول الموجي الإثارة ( λ السابقين ) من 405 نانومتر (سو)، 532 نانومتر (سو)، 355 نانومتر (نبض ليزر، تردد، 1 كيلو هرتز؛ ومدة النبضة، 7 نس)، أو 470 نانومتر (نبض ليزر؛ تردد، مهز 2،5؛ مدة النبضة، 70 بس).

لقياسات μ-بل مع مواقف الإثارة والكشف مختلفة، كانت متحمس المجالات بواسطة ليزر 405 نانومتر،وتم جمع الضوء في الإعداد متحد البؤر من قبل هدف 50X واكتشفت من قبل مطياف مع 300 الأخاديد مم -1 صريف. وكان حجم البقعة، قوة الليزر، ووقت التكامل 0.5 ميكرون، 0.5 μW، و 1 ثانية، على التوالي. لفصل بقعة الكشف عن الإثارة، تم إمالة البصريات مواز من شعاع الليزر الإثارة فيما يتعلق المحور البصري لمسار الكشف.

الشكل 3 يعرض وم بل من ميكروسفهير واحد من البوليمرات π مترافق: P1 16K ، P2 ، ومزجها. 28 وقد لوحظ مسح أطياف وم بل من جميع المجهرية واحدة. ووصل معامل Q، الذي يحدده طول موجة ذروة مقسوما على نصف عرض الذروة، إلى 2،200 لمجهرية من P1 16k ، في حين أظهرت المجهرية P2 عامل Q من 300 فقط، بوسيبلy بسبب مورفولوجيا السطح الخام 28 . بالنسبة للمجهرية المخلوطة البوليمرية، حدث نقل فعال للطاقة داخل المجال، مما أدى إلى تحول كبير في وم بل من منطقة صفراء إلى حمراء اللون. تم الحفاظ على ارتفاع عامل Q (1،500) بسبب سطح أملس.

وعلاوة على ذلك، تم التحقيق في شلال نقل الطاقة بين المجالين من خلال مزيج من تقنيات التلاعب الجزئي وتقنيات μ-بل. وهكذا، تم ربط متعدد الأشكال بورون-ديبرين (بوديبي) صبغ مخدر بس المجهرية مع ألوان بل من الأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر واحدا تلو الآخر لتشكيل تيتراسفريز مع تكوينات الخطية وعلى شكل حرف T ( الشكل 4 ) 32 . وأشار تحليل مفصل لكفاءة نقل الطاقة إلى أن نقل الطاقة الضوئية من الأخضر إلى الأصفر ومن الأصفر إلى البرتقالي أخذت بكفاءة، في حين أن نقل الطاقة من البرتقال إلى الأحمر بالكاد حدث ب بسبب التداخل الصغير بين النطاق بل للمتبرع بالطاقة ونطاق امتصاص الطاقة المستقبلة. وغني عن القول، والتحويلات الطاقة المحولة، مثل من الأحمر إلى البرتقالي والأصفر والأخضر، بالكاد وقعت.

شكل 1
الشكل 1: طريقة إعداد المجهرية البوليمر. تمثيل تخطيطي لطريقة انتشار البخار ( أ )، طريقة مستحلب صغير ( ب )، وطريقة هطول الأمطار واجهة ( ج ) و ميكروغرافس سيم من المجهرية البوليمر الناتجة من كل طريقة إعداد. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

55934fig2.jpg "/>
الشكل 2: تمثيل تخطيطي للإعداد التجريبية لقياسات μ-بل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3
الشكل 3: أطياف بل من ميكروسفهير واحد. ( أ ) الهياكل الجزيئية P1 16K و P2 والتمثيل التخطيطي للمجهرية المجهرية ذاتيا من P1 16K ، P2 ، ومزيجها ( P1 16k / P2 = 8/2 ث / ث)، جنبا إلى جنب مع ميكروغرافس سيم. ( ب - د ) أطياف بل من ميكروسفهير واحد شكلت من P1 16k ( ب )، P1 16k / P2 ( c ) و P2 ( d ). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4
الشكل 4: تقنية ميكرومانيبولاتيون لترتيب المجهرية. ( أ ) ميكروغراف بصري من متعدد الأشكال بوديبي مخدر بس المجهرية، التلاعب بها رقيقة إبرة الدقيقة. ( ب و ج ) ميكروغرافس البصرية (أعلى) والفلورسنت (القاع) من المجهرية متصلة مع الخطي ( ب ) و T- على شكل ( ج ) تكوينات. ( د ) التمثيل التخطيطي لنقل الطاقة عبر المدى البعيد عن طريق التجويف، والطويل المدى.جبغ "تارجيت =" _ بلانك "> الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب تعلن أي المصالح المالية المتنافسة.

Acknowledgments

هذا العمل كان مدعوما جزئيا من قبل كاكينهي (25708020، 15K13812، 15H00860، 15H00986، 16H02081) من جسبس / المكسيك اليابان، ومؤسسة أساهي الزجاج، وجامعة تسوكوبا مبادرة ما قبل الاستراتيجية "مجموعة الضوء مع المسائل والحياة".

Materials

Name Company Catalog Number Comments
polystyrene Aldrich 132427-25G
sodium dodecylsulfate Kanto Kagaku 372035-31
tetrahydrofuran Wako 206-08744
chloroform Wako 038-18495
methanol Wako 139-13995
Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) Aldrich 571652-500MG
Poly[2-methoxy-5-(3′,7′-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMOPPV) Aldrich 546461-1G
poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)-alt-(5-octylthieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione-1,3-diyl)] (P1) synthesized - reference 28
poly[(N-(2-heptylundecyl)carbazole-2,7-diyl)-alt-(4,8-bis[(dodecyl)carbonyl]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl)] (P2) synthesized - reference 28
fluorescent dye (boron dipyrrin; BODIPY) synthesized - reference 32
Optical Microscope Nicon Eclipse LV-N
laser_405 nm Hutech DH405-10-5
Spectrometer Lambda Vision LV-MC3/T
Homogenizer Microtech Nichion Physcotron NS-360D
micromanipulation Microsupport Quick Pro QP-3RH

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ford, W. T., Chandran, R., Turk, H. Catalysts Supported on Polymer Colloids. Pure Appl. Chem. 60 (3), 395-400 (1988).
  2. Chen, C. -W., Chen, M. -Q., Serizawa, T., Akashi, M. In Situ Synthesis And the Catalytic Properties of Platinum Colloids on Polystyrene Microspheres with Surface-Grafted Poly(N-isopropylacrylamide). Chem. Commun. , 831-832 (1998).
  3. Suzuki, K., Yumura, T., Mizuguchi, M., Tanaka, Y., Chen, C. -W., Akashi, M. Poly(N-isopropylacrylamide)-Grafted Silica as a Support of Platinum Colloids: Preparation Method, Characterization, and Catalytic Properties in Hydrogenation. J. Appl. Polym. Sci. 77, 2678-2684 (2000).
  4. Zhang, S., Chen, L., Zhou, S., Zhao, D., Wu, L. Facile Synthesis of Hierarchically Ordered Porous Carbon via in Situ Self-Assembly of Colloidal Polymer and Silica Spheres and Its Use as a Catalyst Support. Chem. Mater. 22, 3433-3440 (2010).
  5. Kataoka, K., Harada, A., Nagasaki, Y. Block Copolymer Micelles for Drug Delivery: Design Characterization And Biological Significance. Adv. Drug Deliv. Rev. 47, 113-131 (2001).
  6. Otsuka, H., Nagasaki, Y., Kataoka, K. P. EGylated Nanoparticles for Biological And Pharmaceutical Applications. Adv. Drug Deliv. Rev. 55, 403-419 (2003).
  7. Nishiyama, N., Kataoka, K. Current State, Achievements, And Future Prospects of Polymeric Micelles as Nanocarriers for Drug and Gene Delivery. Pharmacol. Ther. 112, 630-648 (2006).
  8. Velev, O. D., Kaler, E. W. In Situ Assembly of Colloidal Particles into Miniaturized Biosensors. Langmuir. 15 (11), 3693-3698 (1999).
  9. Techawanitchai, P., Yamamoto, K., Ebara, M., Aoyagi, T. Surface Design with Self-Heating Smart Polymers for On-Off Switchable Traps. Sci. Technol. Adv. Mater. 12, 044609 (2011).
  10. Lange, U., Roznyatovskaya, N. V., Mirsky, V. M. Conducting Polymers in Chemical Sensors And Arrays. Anal. Chim. Acta. 614, 1-26 (2008).
  11. Rajesh, T., Kumar, D. Recent Progress in the Development of Nano-Structured Conducting Polymers/Nanocomposites for Sensor Applications. Sens. Actuators B. 136, 275-286 (2009).
  12. Wu, C., Szymanski, C., Cain, Z., McNeill, J. Conjugated Polymer Dots for Multiphoton Fluorescence Imaging. J. Am. Chem. Soc. 129, 12904-12905 (2007).
  13. Feng, L., Zhu, C., Yuan, H., Liu, L., Lv, F., Wang, S. Conjugated Polymer Nanoparticles: Preparation, Properties, Functionalization And Biological Applications. Chem. Soc. Rev. 42, 6620-6634 (2013).
  14. Pecher, J., Mecking, S. Nanoparticles of Conjugated Polymers. Chem. Rev. 110, 6260-6279 (2010).
  15. McGehee, M. D., Heeger, A. J. Semiconducting (Conjugated) Polymers as Materials for Solid-State Lasers. Adv. Mater. 12, 1655-1668 (2000).
  16. Samuel, I. D. W., Turnbull, G. A. Organic Semiconductor Lasers. Chem. Rev. 107, 1272-1295 (2007).
  17. Kuehne, A. J. C., Gather, M. C. Organic Lasers: Recent Developments on Materials, Device Geometries, and Fabrication Techniques. Chem. Rev. 116, 12823-12864 (2016).
  18. Furumi, S., Kanai, T., Sawada, T. Widely Tunable Lasing in a Colloidal Crystal Gel Film Permanently Stabilized by an Ionic Liquid. Adv. Mater. 23, 3815-3820 (2011).
  19. Mikosch, A., Ciftci, S., Kuehne, A. J. C. Colloidal Crystal Lasers from Monodisperse Conjugated Polymer Particles via Bottom-Up Coassembly in a Sol-Gel Matrix. ACS Nano. 10, 10195-10201 (2016).
  20. Oraevsky, A. N. Whispering-Gallery Waves. Quant Electron. 32 (5), 377-400 (2002).
  21. Yamamoto, Y. Spherical Resonators from π-Conjugated Polymers. Polym. J. 48, 1045-1050 (2016).
  22. Adachi, T., et al. Spherical Assemblies from π -Conjugated Alternating Copolymers: Toward Optoelectronic Colloidal Crystals. J. Am. Chem. Soc. 135, 870-876 (2013).
  23. Tong, L., et al. Tetramethylbithiophene in π-Conjugated Alternating Copolymers as an Effective Structural Component for the Formation of Spherical Assemblies. Polym. Chem. 5, 3583-3587 (2014).
  24. Tabata, K., et al. Self-Assembled Conjugated Polymer Spheres as Fluorescent Microresonators. Sci. Rep. 4, 5902 (2014).
  25. Kushida, S., et al. Whispering Gallery Resonance from Self-Assembled Microspheres of Highly Fluorescent Isolated Conjugated Polymers. Macromolecules. 48, 3928-3933 (2015).
  26. Kushida, S., Braam, D., Lorke, A., Yamamoto, Y. Whispering Gallery Mode Photoemission From Self-Assembled Poly-Paraphenylenevinylene Microspheres. AIP Conf. Proc. ICCMSE. 1702, 090046 (2015).
  27. Braam, D., et al. Optically Induced Mode Splitting in Self-Assembled, High Quality-Factor Conjugated Polymer Microcavities. Sci. Rep. 6, 19635 (2016).
  28. Kushida, S., et al. Conjugated Polymer Blend Microspheres for Efficient Long-Range Light Energy Transfer. ACS Nano. 10, 5543-5549 (2016).
  29. Kushida, S., et al. Self-Assembled Polycarbazole Microspheres as Single-Component, White-Colour Resonant Photoemitters. RSC Adv. 6, 52854-52857 (2016).
  30. Aikyo, Y., et al. Enwrapping Conjugated Polymer Microspheres with Graphene Oxide Nanosheets. Chem. Lett. 45, 1024-1026 (2016).
  31. Landfester, K., et al. Semiconducting Polymer Nanospheres in Aqueous Dispersion Prepared by a Miniemulsion Process. Adv. Mater. 14, 651-655 (2002).
  32. Okada, D., et al. Color-Tunable Resonant Photoluminescence and Cavity-Mediated Multistep Energy Transfer Cascade. ACS Nano. 10, 7058-7063 (2016).
  33. Pecher, J., Mecking, S. Nanoparticles of Conjugated Polymers. Chem. Rev. 110, 6260-6279 (2010).
  34. Gather, M. C., Yun, S. H. Single-Cell Biological Lasers. Nat. Photon. 5, 406-410 (2011).
  35. Schubert, M., et al. Lasing within Live Cells Containing Intracelluler Optical Microresonators for Barcode-Type Cell Tagging and Tracking. Nano Lett. 15, 5647-5652 (2015).

Tags

الهندسة، العدد 124، البوليمرات المترافق، التجميع الذاتي، ميكروسفهير، مرنان، فوتولومينزانس الدقيقة، وضع معرض يهمس، والتلاعب الصغير، ليزر
تصنيع المجهرية البوليمر لمرنان البصرية وتطبيقات الليزر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yamamoto, Y., Okada, D., Kushida,More

Yamamoto, Y., Okada, D., Kushida, S., Ngara, Z. S., Oki, O. Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications. J. Vis. Exp. (124), e55934, doi:10.3791/55934 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter