Name: Şablon-ücretsiz Substratlarm üzerine makroskobik Nanoparçacık-ligand tabakalı Filmler işlevselleştirmek ve Öz-montajı A Tekniği (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-09T19:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: Öğrenin, metalik nanoparçacıkları ligandlarla hızlı fonksiyonelleştirme ve kendi kendine montaj yöntemiyle makroskobik monolayer filmler oluşturma. Bu teknik, nanoteknoloji ve malzeme bilimi araştırmaları için ölçeklenebilir ve sağlam bir protokol sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Donanma Araştırma Ofisi sağlanan finansman ile desteklendi. J. Fontana, bir doktora sonrası Associateship için Ulusal Araştırma Konseyi kabul eder.

1.. Kendinden monte Ligand-nanoparçacık Tektabakalar Aşağıdaki gibi makroskopik, tiol-alkan kaplı altın nanoküre tek-tabakalı filmler üretilmektedir kendini montaj tekniği, açıklayıcı bir örnek olarak: <ol><li> Su için ~ 10 13 parçacık / ml (10 12 parçacık / ml yoğunluğunda bir dizi ticari olarak temin edilebilir) 15 nm altın nanosferler konsantre edin. <ol><li> Ultra santrifüj filtre (100 K nominal moleküler ağırlık sınırı) içine inceltilmiş Nanokürecikli su süspansiyonu 15 ml yerleştirin. </li><li> Sadece bir kaç mi filtre odası içinde kalıncaya kadar 2 dakika boyunca 4500 x g&#39;de filtre / santrifüj veya şişe. </li></ol></li><li> Deiyonize (Dİ) su, yaklaşık olarak 1 ml nanoküre yeniden süspanse nanopartikül konsantrasyonu 10 13 partikül / ml olduğu şekildedir. Süspansiyon, bir kez DI su içinde yeniden süspansiyon haline getirildi, birkaç saat boyunca stabildir. <ol><li> Sayı yoğunluğu olun ve nanopartiküller ha onaylamaktoplanmaz ettik. , Bir küvet (1 cm yol uzunluğu) içine süspansiyonu 0.150 ml yerleştirerek özgün konsantrasyonuna 1:10 &#39;luk bir faktörle konsantre edilir nanopartikül süspansiyon seyreltin ve bu DI su 1.35 ml. </li><li> Bir spektrometreye küvet yerleştirin ve süspansiyon ve orijinal süspansiyonun absorbans spektrumunun ölçülmesi. Toplama meydana henüz sağlamak için yarı maksimum pik konumu ve tam genişliğini karşılaştırın. Her iki numune için absorbans piklerinin büyüklüğü bu nedenle konsantre örnek 10 bir faktörle daha yoğun olması sağlanmış, yaklaşık olarak aynı olmalıdır. </li></ol></li><li> Ayrı bir temiz 20 ml borosilikat cam şişe içinde tetrahidrofuran (THF) içinde 1 ml. </li><li> THF için tiol-alkan ligandlar (1,6-heksanditiol ve 5 ml 1-dodekantiolün örneğin 5 mi) ilave edilir ve homojen bir çözelti karıştırmak için çalkalanır. Yeterli ligand süspansiyon nanopartiküllerin, en azından bütün yüzey alanı kapsayacak şekilde eklenmelidir. Excess ligand hız ve reaksiyonun etkinliğini arttırır. </li><li> Bir duman başlığı içinde, THF-ligandların şişe içine altın nanosferler içeren şişenin içeriğini dökün. </li><li> Çabuk kapağındaki vida ve 15 saniye boyunca kuvvetlice şişeyi sallayın. </li><li> Kapağı çıkarın ve davlumbaz, Şekil 1 aşağı flakon set (a). Kullanılan ligand bağlı olarak, altın nano partiküler filmlerin alanları hızlı bir hava-sıvı arayüzü, Şekil 1 (c) de oluşturmaktadır. Filmler daha sonra 1 (d) Şekil, şişe kenarlarını yukarı çevirmek başlayacaktır. Neredeyse tüm nanopartiküller süspansiyondan çıkarıldı tiol-ligandı ile kapatıldı ve 1 saat, Şekil 1 (e) içinde şişenin yanlarına taşınmaktadır. </li></ol> 2.. Çıkarılabilir alt-tabakalar üzerine aktarılması mono tabakalar <ol><li> Çıkarılabilir cam ve silikon yonga substratlar üzerine filmler aktarmak için: using x 25.4 mm 12.5 mm bir alana tabakaları kestiscribing kalem / tekerlek. <ol><li> Cam yüzeyler: Temiz bir izopropil alkol durulama ardından bir aseton durulama, ve nihayet bir DI su durulama kullanarak. Bölüm 2.2 geçin, substratlar kurumasını bekleyin. </li><li> Silikon Gofret Elyaf: bir çeker ocak içinde Piranha çözeltisi (: bir oksitleyici, aşındırıcı 3 parça 1 parça% 30 hidrojen peroksit, DİKKAT konsantre sülfürik asit) hazırlar. 20 ml borosilikat cam şişe içinde sülfürik asit 15 ml yerleştirin. Bu yavaş yavaş% 30 hidrojen peroksit 5 ml ekleyin. Şişe kapağı etme. Dikkatli kullanın; Karışım son derece ekzotermiktir. Daha fazla güvenlik bilgisi için 19 başvuru bakın. </li><li> Dikkatle, 30 dakika boyunca Piranha çözeltisi içine daldırılması silikon gofret tabakaları kaldırmak DI su ve kuru azot ile yıkayın. </li><li> Tercihe bağlı bir adım olarak, nanoparçacık ligand değiş-tokuşu ve kendini montaj için kullanılan şişe cam alt-tabaka ya da si üzerine tüm nanopartiküller zorlamak için Tuzlu edilebilirLicon yerine cam şişenin duvarlarının Gofretlerin aksi bölümüne 2.2 geçin. </li><li> Piranha çözüm (DİKKAT: oksitleyici, aşındırıcı) ile cam şişeyi dolduracak, bölüm 2.1.2 bakın. </li><li> Viyal 30 dakika için ıslanmaya izin verin. 30 dakika sonra DI su ile şişeyi yıkayın. </li><li> Aseton ve kap içinde heksametildisilazan ve% 1 v / v ile şişe doldurun. </li><li> Kapalı bir şişe, DI su ve kuru azot ile yıkayın, sonra 24 saat için ıslanmaya izin verin. </li></ol></li><li> Önceki (bölüm 1.6) sallayarak şişenin içine tabakayı yerleştirin. Kapak ve titremesi üzerine vidalayın. </li><li> Sallayarak sonra kapağı kaldırıp, cımbız kullanarak, şişe duvara neredeyse dikey tabakayı yerleştirin. </li><li> Substrat üzerine kaplamak, reaksiyon karışımı için bir pipet kullanın. Tüm organik çözücü buharlaştıktan veya tüm nanopartikül süspansiyondan kaldırılmış zaman reaksiyon durur. </li></ol> 3.. Tek tabakalı Analizi <ol><li> Tahminiiletim ve filmin yansıtma özelliklerinin gözlenmesiyle hızlı bir tek tabaka içinde nanoküre etkinliğini ambalaj. Bir beyaz ışık kaynağı ile arkadan cam alt-tabakalar üzerinde tek tabaka aydınlatır. Beyaz bir ışık kaynağı ile, homojen bir renklendirilmiş film iletim ve yansıtma, Şekil 2&#39;de görülen bir altın gibi yansıma olarak yüksek yoğunluklu bir nanoparçacık tek tabaka filmlerinin gözlenmelidir. </li><li> Monokatmanlardan makroskopik absorbans spektrumunun ölçmek için bir spektrometre (bölüm 1.2.2 bakınız) kullanın, Şekil 4. Temiz bir cam slayt ile absorbans spektrumunun Normale. Spektrometrenin ışın yoluna, bir cam alt-tabaka üzerinde, tek tabakalı bir film monte edin ve absorbans spektrumunun toplar. Not: emme zirve kullanılan ligand bağlı olarak büyük kırmızı-kaydırılmış birkaç yüz nanometre olmalıdır. Soğurma tepe noktasının kalitesi faktörü seyreltik süspansiyon değerine benzer, ama sadece biraz b olmalıdırroadened (Şekil 4). Absorbans zirve çok geniş ya da iyi tanımlanmış değilse, o zaman tek tabakalı filmlerin karakterizasyonu için bölüm 3.3 geçin, kalitesiz muhtemelen. </li><li> Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, (bakınız bölüm 2.1.2) silikon yonga substratlar üzerine transfer edilmiş mono tabakaların taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak nanoküre Ortaölçek organizasyonunu inceler. Filmler, cam alt-tabakalar üzerinde ise filmin bir köşesine iletken bant bağlanmak ve yüklenmeyi önlemek ve görüntüleme izin SEM kaide onu toprağa. </li></ol> Organik Çözünür Nanopartiküller boyunca 4. Etkili Faz Transfer Tekniği <ol><li> Tepkimeden sonra şişenin tabanından kalan çözelti süzün, tiol-ligandları ile nanopartiküller işlevselleştirilmesi için etkili bir araç olarak kullanmak için bir teknik tamamlandığında, bölüm 1.7, ve azot altında şişede malzemeyi kurutur. </li><li> Bir organik çözücü ekleme (örneğin,kloroform, yaklaşık% 100 parçacık faz transferi ve kurtarma ile nano-tanecikleri yeniden askıya almak için toluen). </li><li> Nanopartiküller organik çözücü içine yeniden süspansiyon üzerine toplanan olmayan sağlamak için bölüm 1.2.1 tekrarlayın. Absorbans doruk orijinal süspansiyona göreli tahta, ise, nano-tanecikleri, Şekil 4 yeniden dağıtması için, 15 dakika için örnek sonikasyon. </li></ol>

<ol><li>Fontana, J., Naciri, J., Rendell, R., Ratna, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macroscopic+self-assembly+and+optical+characterization+of+nanoparticle%E2%80%93ligand+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Macroscopic self-assembly and optical characterization of nanoparticle–ligand metamaterials.</a> Advanced Optical Materials. 1, 100-106 (2013).</li>
<li>Fontana, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+surface-enhanced+Raman+scattering+from+self-assembled+gold+nanosphere+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Large surface-enhanced Raman scattering from self-assembled gold nanosphere monolayers.</a> Applied Physics Letters. 102, (2013).</li>
<li>Mayya, K. S., Sastry, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+the+spontaneous+growth+of+colloidal+nanoparticle+superlattices%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">A new technique for the spontaneous growth of colloidal nanoparticle superlattices.</a> Langmuir. 15, 1902-1904 (1999).</li>
<li>Spain, E. M., Johnson, D. D., Kang, B., Vigorita, J. L., Amram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Marangoni+flow+of+Ag+nanoparticles+from+the+fluid-fluid+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+A%22%5BJournal%5D)">Marangoni flow of Ag nanoparticles from the fluid-fluid interface.</a> J Phys Chem A. 112, 9318-9323 (2008).</li>
<li>Sihvola, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metamaterials%3A+A+Personal+View%5BTitle%5D)+AND+%22Radioengineering%22%5BJournal%5D)">Metamaterials: A Personal View.</a> Radioengineering. 18, 90-94 (2009).</li>
<li>Valentine, J., Li, J. S., Zentgraf, T., Bartal, G., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optical+cloak+made+of+dielectrics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">An optical cloak made of dielectrics.</a> Nature Materials. 8, 568-571 (2009).</li>
<li>Seo, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+hydrophilic+block+copolymer+templated+Au+nanoparticles+with+enhanced+catalytic+activity+toward+nitroarene+reduction%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Double hydrophilic block copolymer templated Au nanoparticles with enhanced catalytic activity toward nitroarene reduction.</a> The Journal of Physical Chemistry C. , (2013).</li>
<li>Ward, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+measurements+of+electronic+conduction+and+Raman+response+in+molecular+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Simultaneous measurements of electronic conduction and Raman response in molecular junctions.</a> Nano Letters. 8, 919-924 (2008).</li>
<li>Perez-Gonzalez, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Spectroscopy+of+Conductive+Junctions+in+Plasmonic+Cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Optical Spectroscopy of Conductive Junctions in Plasmonic Cavities.</a> Nano Letters. 10, 3090-3095 (2010).</li>
<li>Xiao, S. M., Chettiar, U. K., Kildishev, A. V., Drachev, V. P., Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Yellow-light+negative-index+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Yellow-light negative-index metamaterials.</a> Optics Letters. 34, 3478-3480 (2009).</li>
<li>Fang, N., Lee, H., Sun, C., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-diffraction-limited+optical+imaging+with+a+silver+superlens%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Sub-diffraction-limited optical imaging with a silver superlens.</a> Science. 308, (2005).</li>
<li>Liu, Z. W., Lee, H., Xiong, Y., Sun, C., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far-field+optical+hyperlens+magnifying+sub-diffraction-limited+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects.</a> Science. 315, 1686-1686 (2007).</li>
<li>Valentine, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+optical+metamaterial+with+a+negative+refractive+index%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index.</a> Nature. 455, (2008).</li>
<li>Law, M., Greene, L. E., Johnson, J. C., Saykally, R., Yang, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowire+dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanowire dye-sensitized solar cells.</a> Nature Materials. 4, 455-459 (2005).</li>
<li>Frens, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Nucleation+for+Regulation+of+Particle-Size+in+Monodisperse+Gold+Suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature-Phys+Sci%22%5BJournal%5D)">Controlled Nucleation for Regulation of Particle-Size in Monodisperse Gold Suspensions.</a> Nature-Phys Sci. 241, 20-22 (1973).</li>
<li>Ye, X., Chen, J., Diroll, B. T., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+Plasmonic+Coupling+in+Self-Assembled+Binary+Nanocrystal+Superlattices+Studied+by+Correlated+Optical+Microspectrophotometry+and+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Tunable Plasmonic Coupling in Self-Assembled Binary Nanocrystal Superlattices Studied by Correlated Optical Microspectrophotometry and Electron Microscopy.</a> Nano Letters. 13, 1291-1297 (2013).</li>
<li>Bigioni, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetically+driven+self-assembly+of+highly+ordered+nanoparticle+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Kinetically driven self-assembly of highly ordered nanoparticle monolayers.</a> Nature Materials. 5, (2006).</li>
<li>Ng, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-Standing+Plasmonic-Nanorod+Super+lattice+Sheets%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">Free-Standing Plasmonic-Nanorod Super lattice Sheets.</a> Acs Nano. 6, 925-934 (2012).</li>
<li>Romero, I., Aizpurua, J., Bryant, G. W., de Abajo, F. J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmons+in+nearly+touching+metallic+nanoparticles%3A+singular+response+in+the+limit+of+touching+dimers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Plasmons in nearly touching metallic nanoparticles: singular response in the limit of touching dimers.</a> Optics Express. 14, 9988-9999 (2006).</li>
<li>Caragheorgheopol, A., Chechik, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+aspects+of+ligand+exchange+in+Au+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Mechanistic aspects of ligand exchange in Au nanoparticles.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 10, 5029-5041 (2008).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bu protokol faz transferi, faz ayrılması ve yüzey gerilimi gradyanlarla makroskobik nanoparçacık-ligand tek tabaka filmler oluşturmak için tek bir &#39;tek-pot&#39; öz-montaj tekniği anlatılmaktadır. Bu tekniğin avantajı, tek bir, düşük maliyetli sürecine üç öz-montaj süreçlerini birleştiren olduğunu; hızlı ve verimli olarak, nanopartiküller aktarma hava-sıvı arayüzünde tek katmanlarının içine parçacıkların montaj ve şablon içermeyen alt-tabakalar üzerine tek tabaka filmleri taşınması faz. Y...

Makroskopik nanoparçacık filmlerin kendi montaj elemanlarının 5, geometri ve bileşimden belirlenen eşsiz özellikleri için büyük ilgi ve optik, elektronik ve kimyasal uygulamaların 6-14 geniş bir yol açabilir. Kendini düzenler, bu tür filmler için ligandlar ile kaplı metalik nanopartiküllerin Yüksek yoğunlukta, tek katmanlar halinde paketlenmiş olmalıdır. Ancak çeşitli montaj gibi konular malzemelerin gelişimini ilerletmek için ele alınması gerekmektedir. İlk olarak, yüzey aktif metal nanopartiküller tipik olarak seyreltilmiş süspansiyonlar 15 ıslak-kimya yöntemleri ile sentezlenir stabilize. Toplanmasını önlemek ve filmlerde nanopartiküllerin-arası aralığı kontrol etmek için, nanopartiküller ligand kabukları ile kapatılmış olması gerekir. Nanotanecikler, ligandlar ile işlevselleştirilmiş sonra nanopartiküller tipik olarak nispeten seyreltik süspansiyon içinde kalır. Bir teknik daha sonra ne olduğunueded için makroskopik olarak, yüksek yoğunluklu, tek katmanlı filmler 16, 17 içine nano-tanecikleri kendi kendine bir araya getirin. Cheng ve ark. 18 faz, bir su-tetrahidrofuran süspansiyon içinde tiollenmektedir polistiren kullanılarak altın çubuklar aktarılır. Daha sonra kloroform içinde yeniden süspansiyon haline getirildi ve bir damla, bir hava-su ara yüzeyinde yerleştirilmiş ve nanorods tek tabakalı filmlerin meydana getirilmesine, yavaş yavaş buharlaştırılmıştır. Bigioni et al. 17 fazla ligand ve hızlı solvent buharlaştırma kullanılarak dodekantiolün kaplı altın nanoküre makroskopik tek tabakaları oluşturulur, ancak nanosferler kendini montaj öncesinde faz transfer olması gerekiyordu. Tek tabakalı film oluşturulduktan sonra tipik olarak, bir alt-tabaka üzerine taşınması gerekmektedir. Mayya vd. 3 su-toluen arayüzünde nanosferler sınırlı ve yüzey gerilimi gradyanlarla şablon serbest yüzeylerde üzerine onları transfer. Benzer şekilde, Johnson <em&gt; et al. daha sonra 4 süspanse gümüş fazla ligand nanosferler ve iki karışmayan sıvılardan yüzey gerilimi gradyanları kullanılarak şişenin duvarları nanopartiküller kadar çevrilmiştir. Montaj teknikleri daha verimli teknikleri için ihtiyaç büyük ölçekli nanoparçacık film üretiminin geliştirilmesine yardımcı olmak tabi bu konuların her adrese var iken. Burada, Şekil 1 &#39;de gösterilen tek bir&#39; tek-kap &#39;tekniği için, yukarıda açıklanan üç öz montaj sorunları birleştiren basit ve sağlam bir tekniği göstermektedir. Bir su ile karışabilen bir organik çözücü (örneğin, tetrahidrofuran, dimeythl sülfoksit) için kullanılır İlk hızla ve verimli bir şekilde nanopartiküllerin (örneğin altın nanosferler nanoçubuklar, vb) üzerine tiol-ligandları (örneğin, tiol-alkan, tiol-ene, tiol-fenol) işlevselleştirilmesi. Karışım daha sonra makroskopik, yüksek yoğunluklu, Monola içine nanopartiküllerinin kendini montaj sürücülerhava-sıvı arayüzünde Haber ve filmler faz ayırma yöntemi. Son olarak, nanopartiküller tek tabakalı filmleri su / organik çözücü karışımı, Şekil 2 ve Şekil 3 ikinci yüzey gerilimi gradyanları kullanılarak şablon içermeyen alt-tabakalar üzerine oluşturur.

<table><tbody><tr><td>1,6-hekzanedithiol</td><td>Sigma</td><td>H12005-5G</td><td></td></tr><tr><td>1-dodekanatiol</td><td>Sigma</td><td>471364-100ML</td><td></td></tr><tr><td>20 ml sıvı sintilasyon şişeleri</td><td>Sigma</td><td>Z253081-1PAK</td><td></td></tr><tr><td>Aseton</td><td>Sigma</td><td>650501-1L</td><td></td></tr><tr><td>Amicon ultra-15 santrifüj filtre</td><td>Millipore</td><td>100K</td><td></td></tr><tr><td>Santrifüj</td><td>Sorvall</td><td>RC5B</td><td></td></tr><tr><td>Santrifüj</td><td>Eppendorf</td><td>5810R</td><td></td></tr><tr><td>Deiyonize su</td><td>Şirket içi</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Cam slaytlar</td><td>Sigma</td><td>CLS294875X25-72EA</td><td></td></tr><tr><td>15 nm altın nanoküreler</td><td>Ted Pella, Inc</td><td>15703-1</td><td></td></tr><tr><td>Heksametildisilazanan</td><td>Sigma</td><td>52619-50ML</td><td></td></tr><tr><td>Hidrojen peroksit (%30)</td><td>Sigma</td><td>216763-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Taramalı elektron mikroskobu</td><td>Carl Zeiss</td><td>Model 55</td><td></td></tr><tr><td>Cilalı silikon gofret</td><td>Sun Edison</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>spektrometresi</td><td>OceanOptics</td><td>USB4000-VIS-NIR</td><td></td></tr><tr><td>Sülfürik asit</td><td>Fisher</td><td>A300-212</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofuran</td><td>Sigma</td><td>401757-100ML</td><td></td></tr></tbody></table>

Şablon-ücretsiz substratlarm üzerine makroskobik nanoparçacık-ligand tabakalı filmler işlevselleştirmek ve Öz-montajı a tekniği

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

Bu protokol ligand kaplı nanopartiküller 1, 2 oluşan makroskopik tek tabakalı filmler oluşturmak için bir öz-montaj tekniği anlatılmaktadır. Basit, dayanıklı ve etkili bir şekilde ölçeklenebilir teknik altın nanopartikül yüzey üzerine tiyol gruplarının hızlı bir aşılama için izin veren bir karışabilir bir su / organik çözücü karışımı içinde tiol ligandlarla metal nanopartiküller functionalizes. Nanopartiküller üzerinde hidrofobik ligandlar, daha sonra hızlı bir faz, sulu süspansiyondan göre nano-tanecikleri ayırmak ve hava-sıvı arayüzü bunları sınırlandırmak. Bu, hava-sıvı arayüzü de tek tabakalı etki oluşturmak için ligand kaplı nanopartiküller tahrik eder. Bu şablon içermeyen alt-tabakalar üzerine arabiriminden nanopartiküllerin taşınmasını sağlayan gibi suda karışabilen organik çözücülerin kullanılması önemlidir. Akış, bir yüzey gerilimi gradyan 3, 4 aracılığı ile ve makroskopik olarak, yüksek yoğunluklu, tek tabaka nanop oluştururmadde-ligand filmler. Bu kendi kendine montaj tekniği farklı bileşimler, büyüklükteki parçacıkların kullanımını içerir, ve şekil ve yaygın uygulamalar için düşük maliyetli, makroskopik olarak, yüksek yoğunluklu, tek tabaka nanoparçacık filmler üretmek için etkili bir montaj yönteminin yol açabilir genelleştirilebilir .

Şekil 1 (a) hemen karıştırıldıktan sonra altın nanoküre, tiol-alkan ligand, tetrahidrofuran ve bir cam şişe içinde, su içinde bir süspansiyonu gösterir. Bir üç ana kendini montaj aşamalarının şematik, faz transferi, faz ayırma ve yüzey gerilimi degrade ettiği bir film taşıma, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir (b) şişenin yan tarafına yakın hava-sıvı arayüzü genişletilmiş bir görünüm olarak. Ligandların üzerindeki tiyol grupları hızlı bir şekild...

Şablon ücretsiz zeminler üzerine makroskobik nanoparçacık-ligand tek katmanlı filmler işlevselleştirmek ve kendine monte Basit, sağlam ve ölçeklenebilir tekniği bu protokol açıklanmıştır.

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

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

Bu prosedürün genel amacı makroskobik, nanoparçacık, ligand, tek tabaka filmler geliştirmektir. Bu, tek bir tek kaplı kendi kendine düzenlenme tekniği kullanılarak gerçekleştirilir. İlk olarak metalik nanoparçacıklar, su tetrahedran veya THF çözücü içerisinde ligandlarla hızla fonksiyonelleştirilir.Ardından, ligand kaplı nanoparçacıklar hava-çözücü ara yüzeyinde faz ayrımına uğrar. Son olarak, nanoparçacıklar yüzey gerilimi gradyanları kullanılarak şablon içermeyen alt tabakalara taşınır ve burada makroskobik nanoparçacık, ligand tek tabakalı filmler şeklinde kendiliğinden düzenlenir. Nihayetinde bu prosedür, şablon içermeyen alt tabakalar üzerinde makroskobik nanoparçacık, ligand tek tabakalı filmlerin fonksiyonelleştirilmesi ve kendiliğinden düzenlenmesi için basit, dayanıklı ve ölçeklenebilir bir teknik sağlar.Bu tekniğin diğer ara yüzey montaj yöntemlerine göre temel avantajı, nanoparçacıkların hızlı ve verimli bir şekilde fonksiyonelleştirilmesi ve makroskobik tek tabakalı filmler halinde kendi kendine düzenlenmesidir. Bu yöntem, organik-inorganik ara yüze nano ölçekte bir bakış açısı sağlayabildiği gibi, metamalzemeler, fotovoltaikler ve moleküler sensörler gibi çok çeşitli uygulamalara da uygulanabilir. Başlamak için, 15 mL seyreltik nanoküre su süspansiyonunu bir ultra santrifüj filtresine yerleştirerek ticari olarak temin edilen 15 nanometre altın nanoküreleri konsantre edin.Ardından, üniteyi 4, 500 Gs hızında iki dakika boyunca veya filtre odasında sadece birkaç mikrolitre kalana kadar santrifüj edin. Nanoküreyi 1.5 mililitre deiyonize veya DI su ile veya nanopartikül konsantrasyonu yaklaşık 10¹³ partikül/mililitre olacak şekilde yeniden süspanse edin. Süspansiyon birkaç saat boyunca stabildir.DI su içerisinde yeniden süspande edildikten sonra, sayı yoğunluğunu doğrulamak ve nanoparçacıkların agregasyon oluşumuna uğramadığını teyit etmek için önce süspansiyondan 150 µL'yi bir küvete pipetleyin. Ayrıca, konsantre nanoparçacık süspansiyonunu 1,35 mL DI su ile seyreltin. Ardından, küveti bir ultraviolet-görünür bölge spektrometresine yerleştirin ve hem hazırlanan süspansiyonun hem de orijinal süspansiyonun absorbans spektrumunu ölçün.Agregasyon oluşmadığından emin olmak için pik konumunu yarı maksimumdaki tam genişlik ile karşılaştırın. Her iki örnek için absorbans piklerinin büyüklüğü yaklaşık olarak aynı olmalıdır. Böylece, konsantre örneğin, bir mililitre tetra hydro furin içeren ayrı ve temiz 20 mililitre bur silikat cam dosyada 10 kat daha yoğun olduğu doğrulanmış olur.Ardından, THF'ye tiyol alkan ligandları ekleyin ve çalkalayın. Çözelti yeterince homojen şekilde karışmalıdır. Ligandlar, süspansiyondaki nanoparçacıkların tüm yüzey alanını en azından tamamen kaplayacak miktarda eklenmelidir.Fazla ligand, çeker ocak içerisinde reaksiyonun hızını ve eksikliğini artırır. Altın nanoküreleri içeren şişeden bir mililitre, THF ligandlarının bulunduğu şişeye aktarın. Kapağı hızla vidalayın ve şişeyi 15 saniye boyunca kuvvetlice çalkalayın.Kapağı çıkarın ve flakonu aşağıya bırakın. Çeker ocak içerisinde, kullanılan ligandlara bağlı olarak, altın nanopartiküllerin kullanıldığı domenler hava-sıvı ara yüzeyinde hızla oluşur. Ardından filmler, flakonun yan yüzeyi boyunca yukarı doğru tırmanmaya başlar.Nanopartiküllerin neredeyse tamamı thal ligandları ile kaplanmış, süspansiyondan uzaklaştırılmış ve bir saat içinde viallerin kenarlarına taşınmıştır. Filmleri çıkarılabilir cam substratlara aktarmak için, cam substratları bir çizim kalemi veya tekerleği kullanarak 12,5 x 25,4 milimetrelik alanlarda kesin; cam substratları önce aseton ile, ardından izopropil alkol ile ve son olarak di su ile durulayarak temizleyin.Substratların kurumasına izin vermeden önce, silikon gofretlerin hazırlanması için metin protokolüne bakınız. Ardından, substratı önceden hazırlanmış nanoküre ve ligand içeren şişeye yerleştiriniz. Kapağı vidalayıp kapatınız ve çalkalayınız.Çalkalama işleminden sonra, kapağı pensle çıkarın. Substratı, flakon duvarına karşı neredeyse dikey konumlandırın. Ardından, reaksiyon karışımını substrat üzerine kaplamak için bir pipet kullanın.Tüm organik çözücü buharlaştığında veya tüm nanoparçacıklar süspansiyondan uzaklaştırıldığında reaksiyon durur. Filmin geçirgenlik ve yansıtma özelliklerini gözlemleyerek monotabakadaki nanokürelerin paketleme verimliliğini tahmin edin. Cam altlıklar üzerindeki monotabakayı arkadan beyaz bir ışık kaynağı ile aydınlatın.Yüksek yoğunluklu nanoparçacık tek tabaka filmleri için iletimde tek renkli bir film, yansımada ise altın benzeri bir yansıma gözlemlenmelidir. Ardından, tek tabakalardan gelen makroskobik absorbans spektrumunu nicelleştirmek için bir spektrometre kullanın. Daha önce yapıldığı gibi, absorbans spektrumunu temiz bir cam slayt ile normalize edin.Ardından, tek tabakalı filmi spektrometrenin ışın yolu üzerindeki bir cam altlığa yerleştirin ve absorpsiyon spektrumunu toplayın. Absorpsiyon piki, kullanılan liganda bağlı olarak birkaç yüz nanometre boyunca belirgin bir şekilde kırmızıya kaymış olmalıdır. Eğer absorpsiyon piki çok genişse veya belirgin değilse, tek tabakalı filmler muhtemelen düşük kalitelidir.Bu tekniği, nanopartikülleri thal ligandları ile fonksiyonelleştirmek için etkili bir yöntem olarak kullanın. Vial'in dibinde kalan kısmı dekante edin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, vial içindeki materyali nitrojen altında kurutun.Neredeyse %100 partikül faz transferi ve geri kazanımı ile nanopartikülleri yeniden süspande etmek için bir organik çözücü ekleyin; nanopartiküllerin organik çözücü içinde yeniden süspande olduktan sonra, daha önce olduğu gibi agregasyon oluşturmadığından emin olun; eğer absorbans piki orijinal süspansiyona kıyasla genişse, nanopartiküllerin yeniden dağılmasına yardımcı olmak için örneği 15 dakika boyunca sonikasyona tabi tutun. Cam alt tabaka üzerindeki tiyalkan ile kaplanmış 15 nanometre altın nanoküre tek tabakalı film, nanokürelerin yüksek hacim fraksiyonunu işaret eden kısmi ışık yansıtma ve plazma rezonanslarının korunduğunu gösteren ışık geçirgenliği ile gözlemlenir. Burada gösterilen düzgünlük ve optik berraklık, silikon gofret alt tabaka üzerindeki tiyalkan ile kaplanmış 15 nanometre altın nanoküre tek tabakalı filmin yalancı renkli taramalı elektron mikroskopi görüntüleridir. Filmin kenarı, filmlerin tek tabakalı olduğunu ve nanokürelerin mikroskobik uzunluk ölçeklerinde amorf bölgeler halinde paketlendiğini göstermektedir.Nanoskopik uzunluk ölçeklerinde. Görüntünün Fourier dönüşümü ile gösterildiği üzere, filmler hekzagonal sıkı paketlenmiş bölgeler içermektedir. Burada, cam altlık üzerindeki tiyol alkanlanmış yaklaşık 15 nanometre altın nanokürelerden oluşan bir monotabaka filmin normalize edilmiş deneysel absorbansı gösterilmiştir.Su içindeki 15 nanometre altın nanoküre süspansiyonu ve kloroforma faz transferi. Bu teknik, düzgün şekilde uygulandığında bir saatten kısa sürede tamamlanabilir. Bu videoyu izledikten sonra, metalik nanoparçacıkların nasıl verimli bir şekilde fonksiyonelleştirileceği ve mikroskobik monolit filmler halinde nasıl kendi kendine monte edileceği konusunda iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.

a-technique-to-functionalize-self-assemble-macroscopic-nanoparticle

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Tek tabaka korunan kümeleri (MPCs) olarak bilinen Alkanethiolate stabilize altın kolloidler, sentezlenmiş karakterize ve adsorpsiyon gibi basit redoks protein protein tek tabaka elektrokimya için bir arayüz olarak ince filmlerin içerisine...

Monolayer sentezi, Montaj ve Karakterizasyonu Protein Monolayer Elektrokimya Korumalı Altın Nanopartikül Filmler

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Geniş alanlı (13 cm çapa kadar) ve ultra ince (8 nm kadar ince) polimer filmlerin üretimi için bir yöntem tarif ediyoruz. Filmi alt tabakasından ayırmak için fedakar bir ara katman kullanmak yerine, keyfi olarak geniş alanlar için uygun, kendi kendini sınırlayan bir yüzey işlemi kullanıyoruz.

Geniş alanlı Fabrikasyon Ultrathin Polimer Filmler Serbest ayakta

Bu yazıda, konjuge mikro gözenekli polimerlerin (CMP) kurban substratlar üzerindeki arayüzey sentezini ve bağımsız CMP nanomembranlarının hazırlanması için substratın çözünmesini açıklıyoruz. Ek olarak, kırılgan nanomembranların diğer substratlara nasıl aktarılabileceğini açıklayacağız.

Katman-katman Sentezi ve Müstakil Konjuge mikro gözenekli polimer Nanomembranlar Devri

Isıya duyarlı blok kopolimerlerden oluşan nano ölçekli deniz adası yüzeyleri, spontan hücre adezyonunu ve ayrılmasını kontrol etmek için Langmuir-Schaefer yöntemi ile üretilmiştir. Hem yüzeyin hazırlanması hem de hücrelerin yüzeye yapışması ve ayrılması görselleştirildi.

Doku Mühendisliği Thermoresponsive Nanostructured Yüzeylerin Hazırlanması

Hücre davranışının nanotopografik modülasyonunun incelenmesi için küçük nanodesenli kalıplardan geniş bir nanodesenli substrat alanı üretmek için bir protokol sunulmuştur.

Hücre Davranış Nanotopographical Modülasyon için nano Substratları kullanma Dikiş Tekniği Genişleyen

Biz bir sıvı lipid iki katmanının çevrili nanometrik protein yamaları ile cam fonksiyonel hale getirilmesi için bir protokol mevcut. Bu alt tabakalar gelişmiş optik mikroskop ile uyumludur ve hücre yapışması ve göç çalışmaları için platform olarak hizmet etmesi beklenmektedir.

Bir Desteklenen lipit iki tabakalı içinde Ligand Nano küme Diziler

Biz kolloidal tekniğinde teknikleri kullanarak periyodik altın nanocup dizilerin imalatı göstermek ve nanoplasmonic Filmler önemini tartışıyorlar.

Kolloidal litografi kullanarak periyodik altın Nanocup dizilerin imalatı

Yüzey imalat yöntemleri nanometre kalın fırçalar veya mikron kalınlığında desenli birikimi, bir azlactone blok kopolimer çapraz filmler için raporlanır. Kritik deneysel adımlar, temsilcisi sonuçları ve her yöntemi sınırlamaları ele alınmıştır. Bu yöntemleri özel fiziksel özellikleri ve akort yüzey reaktivitesi ile fonksiyonel arayüzleri yaratmak için yararlıdır.

Fırça benzeri ile reaktif yüzeyler imalatı ve Azlactone Functionalized blok ortak polimerler çapraz filmleri

Bu protokole göre geniş alanlar üzerinde kontrol edilebilir ve özelleştirilebilir nanopartikül filmler yapmak için kullanılan yeni bir nano-imalat tekniği detayları kaplama metal filmleri dewetting, kendinden montajlı.

Geniş bir alan Nanofabrication çok Millî olan Dewetting üzerinden kontrol edilebilir ve özelleştirilebilir altın nano tanecikleri ve substrat tabanlı

Polimer aşılı, metal-organik çerçeve (MOF) kristalleri kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek katmanlarının sentezi ve karakterizasyonu için bir protokol sağlanır. Prosedür, polimer aşılı MOF parçacıklarının, taramalı elektron mikroskobu görüntüleme ile kanıtlandığı gibi, iyi şekillendirilmiş, serbest duran, tek katmanlı yapılarla sonuçlanan bir hava-su arayüzünde kendi kendine monte edilebileceğini göstermektedir.

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Öğrenin, metalik nanoparçacıkları ligandlarla hızlı fonksiyonelleştirme ve kendi kendine montaj yöntemiyle makroskobik monolayer filmler oluşturma. Bu teknik, nanoteknoloji ve malzeme bilimi araştırmaları için ölçeklenebilir ve sağlam bir protokol sunar.

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

Daha fazla video keşfet