Şablon-ücretsiz Substratlarm üzerine makroskobik Nanoparçacık-ligand tabakalı Filmler işlevselleştirmek ve Öz-montajı A Tekniği

Bu prosedürün genel amacı makroskopik, nanopartiküllü, ligand, tek tabakalı filmler geliştirmektir. Bu, tek bir tek kap kendi kendine montaj tekniği kullanılarak gerçekleştirilir. İlk metalik nanopartiküller, bir su tetrahedran veya THF çözücüsü içinde ligandlarla hızla işlevselleştirilir.

Daha sonra, ligand, nanopartiküllerin fazını hava çözücü arayüzünden ayrı tuttu. Son olarak, nanopartiküller, yüzey gerilimi gradyanları kullanılarak şablonsuz substratlar üzerine taşınır ve makroskopik nanopartikül, ligand tek tabakalı filmler halinde kendi kendine birleşir. Sonuç olarak, bu prosedür, makroskopik nanoparçacık, ligand tek katmanlı filmleri şablonsuz alt tabakalar üzerine işlevsel hale getirmek ve kendi kendine monte etmek için basit, sağlam ve ölçeklenebilir bir teknik sağlar.

Bu tekniğin diğer arayüzey montaj yöntemlerine göre ana avantajı, hızlı ve verimli nanopartikül işlevselleştirmesi ve makroskopik tek katmanlı filmlere kendi kendine montajıdır. Bu yöntem, nano ölçekli düzeyde organik inorganik arayüz hakkında bilgi sağlayabilse de, metamalzemeler, fotovoltaik ve moleküler sensörler gibi çok çeşitli uygulamalara da uygulanabilir. Başlamak için, ticari olarak temin edilebilen 15 nanometre altın nanoküreleri, 15 mililitre seyreltik nanosfer su süspansiyonunu ultra santrifüjlü bir filtreye yerleştirerek konsantre edin

Daha sonra üniteyi 4.500 Gs'de iki dakika veya filtre odasında sadece birkaç mikrolitre kalana kadar santrifüjleyin. Nanosferi 1.5 mililitre deiyonize veya DI su içinde veya nanopartikül konsantrasyonu mililitre başına yaklaşık 10 ila 13. parçacık olacak şekilde yeniden süspanse edin. Süspansiyon birkaç saat boyunca stabildir.

Di suda yeniden süspanse edildikten sonra, sayı yoğunluğunu doğrulamak ve nanopartiküllerin toplanmadığını doğrulamak için önce süspansiyonun 150 mikrolitresini bir veterinere pipetleyin. Ayrıca konsantre nanopartikül süspansiyonunu 1.35 mililitre di su ile seyreltin. Ardından, veterineri ultraviyole görünür bir spektrometreye yerleştirin ve hazırlanan süspansiyonun yanı sıra orijinal süspansiyonun emici spektrumunu ölçün.

Topaklanmanın oluşmadığından emin olmak için tepe konumunu tam genişlikte maksimumun yarısında karşılaştırın. Her iki numune için absorbans tepe noktalarının büyüklüğü yaklaşık olarak aynı olmalıdır. Böylece, konsantre numunenin, bir mililitre tetra hidro furin'de ayrı bir temiz 20 mililitre frez silikat cam dosyada 10 kat daha yoğun olmasını sağlar.

Ardından, THF'ye tiyol alkan ligandları ekleyin ve çalkalayın. Yeterince homojen bir şekilde karıştırmak için çözüm. Ligand, asılı nanopartiküllerin en azından tüm yüzey alanını kaplayacak şekilde eklenmelidir.

Fazla ligand, çeker ocaktaki reaksiyonun hızını ve eksikliğini arttırır. Altın nanosferleri içeren şişeden bir mililitreyi THF ligandlarının şişesine yerleştirin. Kapağı hızlı bir şekilde vidalayın ve şişeyi 15 saniye boyunca kuvvetlice sallayın.

Kapağı çıkarın ve şişeyi yere koyun. Çeker ocakta, ligandlara bağlı olarak, kullanılan altın nanopartikül alanları hava sıvı arayüzünde hızla oluşur. Filmler daha sonra şişenin yan tarafını çevirmeye başlar.

Neredeyse tüm nanopartiküller, süspansiyondan çıkarılan tal ligandlarla kapatılmış ve bir saat içinde şişelerin yanına taşınmıştır. Filmleri çıkarılabilir cam alt tabakalara aktarmak için, cam alt tabakaları temizlemek için bir çizik kalem veya tekerlek kullanarak alt tabakaları 12,5 x 25,4 milimetrelik bir alana kesin, bir aseton durulama ve ardından bir izopropil alkol durulayın. Ve son olarak, bir di su durulayın.

Alt tabakaların kurumasına izin vermeden önce, silikon gofretlerin hazırlanması için metin protokolüne bakın. Daha sonra, substratı önceden hazırlanmış nanosfer ve ligandlar şişesine yerleştirin. Kapağı vidalayın ve sallayın.

Çalkaladıktan sonra cımbız kullanarak kapağı çıkarın. Alt tabakayı flakon duvarına neredeyse dikey olarak yerleştirin. Ardından, reaksiyon karışımını alt tabakaya kaplamak için bir pipet kullanın.

Reaksiyon, tüm organik çözücü buharlaştığında veya tüm nanopartiküller süspansiyondan çıkarıldığında durur. Filmin iletim ve yansıtma özelliklerini gözlemleyerek tek tabakadaki nanosferlerin paketleme verimliliğini tahmin edin. Cam yüzeylerdeki tek tabakayı arkadan beyaz bir ışık kaynağı ile aydınlatın.

Yüksek yoğunluklu nanopartikül için tek tip renkli bir film, iletimde tek katmanlı filmler ve yansımada gözlenen altın benzeri bir yansıma gözlenmelidir. Ardından, tek katmanlardan makroskopik emici spektrumu ölçmek için bir spektrometre kullanın. Daha önce olduğu gibi, emici spektrumu temiz bir cam slaytla normalleştirin.

Ardından tek katmanlı filmi spektrometrenin ışın yolundaki bir cam alt tabakaya monte edin ve emici spektrumu toplayın. Emici tepe, kullanılan ligand'a bağlı olarak birkaç yüz nanometre önemli ölçüde kırmızıya kaydırılmalıdır. Emici tepe noktası çok genişse veya iyi tanımlanmamışsa, tek katmanlı filmler muhtemelen kalitesizdir.

Tekniği, nanopartikülleri thal ligandları ile işlevselleştirmek için etkili bir araç olarak kullanmak. Şişenin dibinden kalanları boşaltın. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, şişedeki malzemeyi azot altında kurutun.

Nanopartikülleri yaklaşık% 100 partikül faz transferi ve geri kazanımı ile yeniden süspanse etmek için organik bir çözücü ekleyin, nanopartiküllerin daha önce olduğu gibi organik çözücüye yeniden süspansiyon üzerine toplanmadığından emin olun, eğer absorbans zirvesi orijinal süspansiyona göre genişse, nanopartiküllerin yeniden dağılmasına yardımcı olmak için numuneyi 15 dakika boyunca sonikasyon yapın. Bir cam alt tabaka üzerinde 15 nanometre altın nanosfer tek katmanlı film tutulan bir alkanın, nanokürelerin yüksek hacimli fraksiyonunu gösteren ve ışığı ileten, plazma ve rezonansların korunmasını gösteren, ışığı kısmen yansıtan ışığı yansıttığı gözlemlenmiştir Burada gösterilen tekdüzelik ve optik netlik, bir silikon gofret substrat üzerinde acan kapaklı 15 nanometre altın nanosfer tek katmanlı filmin yanlış renkli taramalı elektron mikroskobu görüntüleridir. Filmin kenarı, filmlerin tek tabakalı olduğunu ve nanosferlerin mikroskobik uzunluk ölçeklerinde aşk alanlarına paketlendiğini gösteriyor.

Nanoskopik uzunluk ölçeklerinde. Filmler, görüntünün Fourier dönüşümü ile gösterildiği gibi altıgen yakın, paketlenmiş alanlar içerir. Gösterilen. İşte bir cam substrat üzerinde tiyol acan ca 15 nanometre altın nanokürelerden oluşan tek katmanlı bir filmden normalleştirilmiş deneysel absorbans.

Suda 15 nanometre altın nanoküre süspansiyonu ve bir kez ustalaştıktan sonra kloroforma aktarılan faz. Bu teknik, uygun şekilde yapılırsa bir saatten daha kısa sürede yapılabilir. Bu videoyu yıkadıktan sonra, metalik nanopartiküllerin mikroskobik monolit filmlere nasıl verimli bir şekilde işlevselleştirileceğini ve kendi kendine monte edileceğini iyi anlamalısınız.