Yöntem makalesi

Kovalent Organik Çerçevelerin Mikroakışkan Temelli Sentezi (COF'ler): Bir Yüzey Üzerinde COF Liflerinin Sürekli Üretimi ve Doğrudan Baskı için Bir Aracı

DOI:

10.3791/56020

⸱

10 Temmuz 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Chemical and Bioengineering, Department of Chemistry and Applied Bioscience, ETH Zurich, 2Departamento de Química Inorgánica, Universidad Autónoma de Madrid, 3Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Granada, 4Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), 5School of Chemistry, University of Nottingham, 6Condensed Matter Physics Center (IFMAC), Universidad Autónoma de Madrid, 7Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia)

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kovalent organik çerçevelerin (COFs) sentezi için yeni bir mikroakışkan tabanlı yöntem sunuyoruz. Bu yaklaşımın, sürekli COF lifleri üretmek için nasıl kullanılabileceğini ve ayrıca yüzeylerde 2D veya 3D COF yapıları oluşturabileceğini gösteriyoruz.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kovalent Organik Çerçeveler (COF), sıklıkla işlenemeyen kristal tozlar halinde sentezlenen gözenekli kovalent materyallerin bir sınıfıdır. İlk COF, hazırlık aşamasında yeni sentetik yolların oluşturulması üzerine yoğun çaba sarf edilerek 2005 yılında bildirildi. Bugüne kadar, COF sentezi için mevcut en sentetik yöntemler, solvotermal koşullar altında bulk karıştırmaya dayanmaktadır. Bu nedenle, reaksiyon koşulları üzerinde ince kontrol sağlamak ve yüzeylerde COF işleme kabiliyetini iyileştirmek için COF sentezi için sistematik protokoller geliştirmeye olan ilginin artması, pratik uygulamalarda kullanılması için gereklidir. Burada, iki kurucu yapı bloğu olan 1,3,5-benzenetrikarbaldehit (BTCA) ve 1,3,5-tris (4-aminofenil) benzen (TAPB) arasındaki reaksiyonun, COF sentezi için yeni bir mikroakışkan tabanlı yöntem sunduk. Kontrollü difüzyon koşulları altında ve oda sıcaklığında gerçekleşir. Böyle bir yaklaşım kullanarak sünger benzeri crysBundan sonra MF-COF olarak adlandırılan bir COF maddesinin elmas lifleri. MF-COF'nin mekanik özellikleri ve yaklaşımın dinamik yapısı, MF-COF elyaflarının sürekli olarak üretilmesine ve yüzeylere doğrudan baskı yapılmasına olanak tanır. Genel yöntem, esnek veya sert yüzeylerde 2D veya 3D COF yapılarının ileri düzeyde yazdırılması gereken yeni potansiyel uygulamalar açar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kovalent organik çerçeveler (COFs), organik yapı taşlarının kovalent bağlar 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ile sağlam bir şekilde bir arada bulunduğu gözenekli ve kristalin bir maddedir. COF'ler tipik olarak, kurucu moleküler yapı bloklarının nihai ve önceden belirlenmiş bir gözenekli tertibat tanımlamak için seçici olarak reaksiyona girdiği yerde, supramoleküler kimya prensipleri takip edilerek monte edilir. Böyle bir yaklaşım, kontrollü ve sıralı yapıya ( örneğin , tanımlanmış gözenek boyutlarına sahip) ....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Ana kalıp imalatı

  1. Daha önce 19'da ayrıntılı olarak anlatıldığı gibi 4 inç silikon ana kalıbın fotolitografik imalatını gerçekleştirin; Bu çalışmada kullanılan ana kalıp aynı protokol kullanılarak imal edilmiştir.
    NOT: Mikroakışkan aygıtlar genellikle çok adımlı bir işlemle üretilir. İlk adım geleneksel bir çizim yazılımı kullanarak mikroakışkan kanalın tasarımıdır. Ardından, mikroakışkan ağı içeren yüksek çözünürlüklü film fotomasları yaklaşık 5 μm hassasiyetle üretilir. Ardından, ana kalıplar, standart fotolitografi teknikleri ile 4-inç silikon gofret üzerine imal edilir. Mevcut araştırmalarda ana kalıpların imalatı i....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Araştırmalarımızda kullanılan mikroakışkan aygıt, geleneksel PDMS çoğaltma kalıbı 20 kullanılarak üretildi ve bir ana mikrokanal içine birleşen dört mikroakışkan giriş kanalı içeriyor. Nihai mikroakışkan cihaz, Şekil 1B'de gösterildiği gibi, yapışmış bir PDMS tabakasından ve baskılanan mikrokanalları kapatmak için kullanılan bir cam lamderi'den oluşur.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada bildirilen mikroakışkan tabanlı sentetik yöntem, yüzeyler üzerinde COF malzemelerinin doğrudan baskısı için yeni ve basit bir yaklaşım sağlar. Sentez, bir cam lameline bağlanmış bir mikroakışkan PDMS yongasından oluşan tek katmanlı bir mikroakışkan aygıt kullanılarak gerçekleştirilir. Mikroakışkan cihazın imalatı, bir silikon ana kalıba karşı PDMS'nin klasik olarak dökülmesi ve daha sonra, bir cam lameline karşı baskılanmış mikrokanallarla PDMS'nin birleştirilmesi yoluyla başarılabilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar, İsviçreli Ulusal Bilim Vakfı (SNF) 'ne maddi destek için proje no. 200021_160174.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Yüksek çözünürlüklü film maskeleriMicrolitho,İngiltere-5um'a kadar
özellikler Silikon gofretlerSilicon Materials Inc., Almanya4 "Silikon GofretÖn yüzey: cilalı, arka yüzey: kazınmış
Silikon Elastomer KİTİ (PDMS)Dow Corning, ABDSylgard
Sigma-Aldrich, İsviçre386529≥ %97, DİKKAT: Sadece çeker ocak altında tutun.
Biyopsi zımbaMiltex GmBH, Almanya33-31A-P/251,5 mm
Cam lamelMenzel-Glaser, AlmanyaBB024040SC24 mm ve kez; 40 mm, #5
Plazma jeneratörü cihazıDienerZepto BFrekans: 40 kHz ve plazma jeneratörü gücü: 0-30 W
PTFE boruPKM SA, İsviçreAWG-TFS-XXXAWG 20TFS, 100 m rulo
neMESYS Şırınga PompalarıCetoni GmbH, AlmanyaDüşük Basınçlı (290N)-
Tek Kullanımlık BardakSemadeni, İsviçre8323PS, 200 ml
Plastik SpatulaSemadeni, İsviçre3340L ve kez; G : 135 mm x 14 mm
Tek Kullanımlık NeşterlerB. Braun, İsviçre233-5320Nr. 20
Tek Kullanımlık ŞırıngaVWR, İsviçre613-39515 ml, Discardit II
Asetik AsitSigma-Aldrich, İsviçre695092-500>=%99,7, DİKKAT: Yalnızca çeker ocak altında tutun.
1,3,5-benzentrikarbaldehitAldrich-İnce Kimyasallar753491%
(4-aminofenil)benzenTokyo Kimya EndüstrisiT2728-5G>93.0%
184-Klorotrimetilsilan 971,3,5-Tris

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cote, A. P., et al. Porous, crystalline, covalent organic frameworks. Science. 310, 1166-1170 (2005).
  2. Ding, S. Y., Wang, W. Covalent organic frameworks (COFs): from design to applications. Chem Soc Rev. 42, 548-568 (2013).
  3. Huang, N., Wang, P., Jiang, D.....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Microfluidic SynthesisCovalent Organic FrameworksCOF FibersDirect PrintingContinuous ProductionRoom TemperatureSyringe PumpPDMS ChipScanning Electron MicroscopySurface Patterning

İlgili makaleler