Synthèse de nanofils Au substrat-bondissent Via un mécanisme de croissance de Surface Active
Summary
Nous rapportons une méthode axée sur la solution de synthétiser des nanofils Au substrat-bondissent. En ajustant les ligands moléculaires utilisés au cours de la synthèse, les nanofils UA peuvent être cultivés de différents supports avec différentes propriétés de surface. Au axée sur les nanofils nanostructures peut aussi être synthétisé en ajustant les paramètres de la réaction.
Abstract
Faire progresser les capacités de synthèse est important pour le développement des nanosciences et des nanotechnologies. La synthèse de nanofils a toujours été un défi, car elle exige une croissance asymétrique des cristaux symétrique. Nous rapportons ici une synthèse distinctive de nanofils Au substrat-bondissent. Cette synthèse exempt de modèle emploie des ligands THIOLÉS et adsorption de substrat pour atteindre le dépôt continu asymétrique d’UA en solution dans les conditions ambiantes. Le ligand THIOLÉS a empêché le dépôt de l’UA sur la surface exposée des graines, donc la déposition de l’UA se produit uniquement à l’interface entre les graines de l’UA et le substrat. Du côté des nanofils Au nouveau dépôts est immédiatement couvert avec le ligand THIOLÉS, tandis que le bas vers le substrat reste sans ligand et active pour la prochaine série de dépôts Au. Par ailleurs, nous démontrent que cette croissance de nanofils UA peut être induite sur divers substrats et THIOLÉS différents ligands peuvent être utilisés pour réguler la chimie de surface des nanofils. Le diamètre des nanofils peut également être contrôlé avec des ligands mixtes, dans lequel un autre ligand « mauvais » pourrait se transformer sur la croissance latérale. Grâce à la compréhension du mécanisme, Au axée sur les nanofils nanostructures peut être conçu et synthétisé.
Introduction
Typique d’un nanomatériaux dimensionnelle, nanofils possèdent les propriétés uniques provenance les effets quantiques de la structure de l’échelle nanométrique et les propriétés associées en vrac. Comme un pont entre l’échelle nanométrique et ces matières échelle, elles ont été largement appliquées dans divers domaines de la catalyse, télédétection et nanoélectroniques, etc.. 1 , 2 , 3.
Cependant, la synthèse de nanofils a longtemps été un grand défi, car elle exige généralement briser la symétrie intrinsèque dans les cristaux. Traditionnellement, un modèle est employé pour réglementer le dépôt de matériaux. Par exemple, modèle-électrodéposition a été utilisé pour la formation de divers types de nanofils comme Ag nanofils et CdS nanofils4,5,6,7,8,9 ,,10. Une autre approche commune est la croissance de vapeur-liquide-solide (VLS), qui emploie un catalyseur fondu pour induire la croissance anisotrope sur le substrat à une température élevée11. Des stratégies communes pour la synthèse de nanofils métalliques sont les méthodes de polyol de nanofils Ag et les oleylamine-assisted ultraminces Au nanofils12,13,14,15. Les deux approches sont spécifiques au matériel, et les paramètres de nanofils ne sont pas facilement accordés au cours de la synthèse. En outre, les nanofils métalliques peuvent également se former par la méthode axée sur la pression, où les nanoparticules métalliques assemblés sont mécaniquement compressées et soudées en nanofils16,17,18.
Récemment, nous avons rapporté une méthode distinctive à la synthèse de nanofils Au19. Avec l’aide d’un ligand de petite molécule THIOLÉS, les nanofils pourraient croissent et forment un tableau aligné verticalement sur la majeure partie du substrat wafer Si aux conditions ambiantes. Il a été constaté que les ligands jouent un rôle important dans la croissance de la rupture de symétrie. Il se lie à la surface des graines Au substrat-adsorbé fortement, forçant l’UA aller déposer sélectivement à l’interface de ligand déficient entre les graines et le substrat. L’interface entre l’UA nouvellement déposée et le substrat reste ligand déficient, par conséquent, la surface active existe tout au long de la croissance de l’ensemble. En ajustant la concentration de ligand, le type de graine et de concentration ainsi que plusieurs autres paramètres, une série d’UA axée sur les nanofils nanostructures pouvait être synthétisée.
Dans ce travail, nous fournirons un protocole détaillé pour cette synthèse de nanofils Au pratique. La synthèse de dérivés est également présentée, y compris la synthèse de nanofils UA avec propriété surface hydrophobe, UA nanofils sur d’autres substrats, conique Au nanofils en mélangeant deux ligands et les nanostructures Au axée sur les nanofils formés par le réglage de la croissance conditions.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le mécanisme de cette synthèse de nanofils de croissance active de surface régie a été examiné globalement par précédent travail19. En outre, les effets des types et tailles de graines ainsi que l’effet de ligand types et tailles ont également été étudiés20,21. En général. la croissance de nanofils est très différente de la précédentes itinéraires signalés. Aucun modèle n’est requise, et la croissance asymétrique…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous reconnaissons l’appui financier de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (21703104), Jiangsu Science et technologie Plan (SBK2017041514) Nanjing Tech University (39837131) et SICAM Fellowship de Jiangsu National synergique Centre d’innovation pour les matériaux de pointe.
Materials
| Trisodium citrate dihydrate | Alfa Aesar | LoT: 5008F14U | |
| Sodium borohydride | Fluka | LoT: STBG0330V | NaBH4 |
| Hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate | Alfa Aesar | LoT: T19C006 | HAuCl4 |
| 3-aminopropyltriethoxysilane | J&K Scientific | LoT: LT20Q102 | APTES |
| L-ascorbic acid | Sigma-Aldrich | LoT: SLBL9227V | |
| 4-mercaptobenzoic acid | Sigma-Aldrich | LoT: MKBV5048V | 4-MBA |
| 2-Naphthalenethiol | Sigma-Aldrich | LoT: BCBP4238V | 2-NpSH |
| 4-Mercaptophenylacetic acid | Alfa Aesar | LoT: 10199160 | 4-MPAA |
| 3-mercaptobenzoic acid | Aladdin | LoT: G1213027 | 3-MBA |
| 3-Mercaptopropionic acid | Aladdin | LoT: E1618095 | 3-MPA |
| absolute ethanol | Sinopharm chemical Reagent | 20170802 | |
| Silicon wafer | Zhe Jiang lijing | P | Si |
| Scanning Electron Microscope | Quanta FEG 250 | SEM | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Ultrasonic cleaner | Kun Shan hechuang | ||
| Ultra-pure water system | NanJing qianyan | UP6682-10-11 | for deionized water |
| Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-002 | for oxygen plasma |
References
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