Name: Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 6 s
Description: Keşfedin polimer mikroküre sentezi ve mikro-fotolüminesans ölçümü ile optik mikrorezonatör üretimini. Bu düşük enerjili buhar difüzyon yöntemi, lazer cihazları ve sensörler için fonksiyonel polimerler kullanarak optik ve elektriksel özellikler 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 kısmen JSPS / MEXT Japonya, Asahi Cam Vakfı ve Tsukuba Üniversitesi Öncelikli stratejik girişim &quot;Önemli ve hayatlı ışık topluluğu&quot; ndan KAKENHI (25708020, 15K13812, 15H00860, 15H00986, 16H02081) tarafından desteklendi.

1. Polimer Mikrosferlerinin İmalat Protokolleri <ol><li> Buhar Difüzyon Yöntemi <ol><li> P1 (poli (9,9-dioctylfluorene-2,7-diil) -alt- (5-octylthieno [3,4- c ] pyrrole-4,6-dione-1, 3-diil)] 28) ve P2 (poli - [(N- (2-heptluoktandekil) karbazol-2,7-diil) - alt- (4,8-bis [dodesil) karbonil] benzo [l, 2- b : 4,5- b &#39;] ditiyofen-2,6-diil)] 28&#39;in , 5 mL&#39;lik bir flakondaki 2 mL kloroform (iyi bir çözücü) içerisinde çözündürülür. </li><li> 50 mL&#39;lik bir şişeye 5 mL metanol (zayıf bir solvent) koyun. </li><li> Polimerin kloroform solüsyonunu içeren 5 mL&#39;lik şişeyi, metanol içeren 50 mL&#39;lik şişeye yerleştirin. </li><li> 50 mL&#39;lik şişeyi kapatıp 3 gün 25 ° C&#39;de tutarak polimer mikrokürelerin çökmesine izin verin. </li></ol></li><li> Mini-Emülsiyon Yöntemi <ol><li> Polimer gibi 5 mg konjüge polimeri eritin(PFO) ve poli [2-metoksi-5- (3 &#39;, 7&#39;-dimetiloktiloksi) -1,4-fenilenevinilen] (MDMOPPV), [9,9-di- 1 mL kloroform içerisinde çözündürülür. </li><li> 30 mg (~ 50 mM) sodyum dodesil sülfat (SDS) 2 mL deiyonize su içinde eritilir. </li><li> Polimerin kloroform çözeltisinin 100 uL&#39;si SDS içeren 2 mL suya ilave edilir. </li><li> Çözeltiyi emülsiyon haline getirmek için kloroform / su karışımını 30,000 rpm&#39;de ultra-yüksek hızda bir homojenleştirici kullanarak 2 dakika karıştırın. </li><li> Kloroformu buharlaştırmak için şişeyi kapatmadan 1 gün süreyle saklayın. </li><li> Dispersiyonu 1.500 mL&#39;lik bir mikrosantrifüj tüpünde 5 dakika 2,200 x g&#39;de santrifüjleyin. SDS içeren süpernatan sulu çözeltiyi çıkarın. </li><li> 2 mL deiyonize su ekleyin ve kuvvetlice sallayın. </li><li> Artık SDS&#39;yi yıkamak için adım 1.2.6 ve 1.2.7&#39;yi tekrarlayın. </li></ol></li><li> Ara Yüzey Yağış Metodu </li><li> 200 μg polistiren (PS) ve 10 μ(Boron dipyrin, BODIPY) ile 0.2 mL tetrahidrofurana (THF) dönüştürülür. </li><li> THF solüsyonunu 1 mL su katmanına hafifçe dökün. </li><li> İki katmanlı THF / suyun, polimer mikrokürelerinin çökmesine izin vermek için şişeyi kapatmadan 6 saat boyunca muhafaza edin. </li></ol> 2. Mikro fotolüminesans (μ-PL) Ölçümü <ol><li> Örnek hazırlama <ol><li> Bölüm 1&#39;de hazırlanan mikrokürelerin süspansiyonunu çözücü olmayan bir solvent ( örn., Metanol veya deiyonize su) içerisinde seyreltin. </li><li> Mikrokürelerin seyreltilmiş süspansiyonlarından bir damla (20-30 μL), bir spin-kaplayıcı (tipik olarak, 50 s süre için 2.000 dev / dak) kullanılarak bir kuvartz substrat üzerine döndürün. </li><li> Elde edilen dökme filmi, çözücüler tamamen buharlaşana (~ 5 dak) kadar havayla kurutun. </li></ol></li><li> Deneysel kurulum <ol><li> Kuvars substratı (15 x 15 x 0.5 mm 3 ) bir optik mikrın örnek katına koyunOscope. </li><li> Diğer alanlardan izole edilmiş ve μ-PL ölçümü için uygun olan iyi tanımlanmış mikroküreleri bulun. </li><li> Bir lazer seçin ( yani, dalga boyu, sürekli dalga veya darbe, ışınlama süresi, entegrasyon, vb. ). </li><li> Merceklerin büyütme oranını seçin. </li></ol></li><li> Ölçümler <ol><li> Mikrosfer yaymak için odaklanmış bir lazer ışını kullanın. Aşağıdaki lazer koşullarını kullanın: 405 nm (cw), 450 nm (cw), 355 nm (puls lazer; frekans, 1 kHz; nabız süresi, 7 ns) ve uyarı dalga boylu ( λ ex ) cw veya darbeli lazer ve 470 Nm (darbe lazeri; frekans, 2.5 MHz; atım süresi, 70 ps). </li><li> 300 veya 1,200 oluk mm -1 ızgaralı bir spektrometre kullanarak PL spektrumunu uyarılmış noktada kaydedin. </li><li> Floresan bir görüntü alın. </li><li> Örnek sahneyi hareket ettirerek uyarma noktasını değiştirin. </li><li> Kolimatörü devirerek algılama noktasını değiştirme(Eğer gerekliyse). </li></ol></li></ol> 3. Mikromanipülasyon Tekniği <ol><li> Mikroskopların manipülasyonu <ol><li> Mikrosferlerin optik bir mikroskopun numune aşamasında hareketsiz kalacağı bir kuvars substratı belirleyin. </li><li> Μ-PL ölçümü için uygun tanımlanmış bir mikroküre bulun. </li><li> Mikro manipülasyon aparatı üzerine plastik bir mikro iğne yerleştirin. </li><li> Bir mikroküre elde etmek için mikro-iğneyi bir bilgisayar kontrollü kumanda çubuğu ile hareket ettirin. </li><li> Mikroküreleri hareket ettirin ve başka bir mikroküröre bağlayın. </li><li> Bağlanan mikrosferden μ-PL&#39;yi ölçün. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Ford, W. T., Chandran, R., Turk, H. <a target="_blank" href="https://www.iupac.org/publications/pac/60/3/0395/index.html">Catalysts Supported on Polymer Colloids.</a> Pure Appl. Chem. 60 (3), 395-400 (1988).</li>
<li>Chen, C. -W., Chen, M. -Q., Serizawa, T., Akashi, M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/1998/CC/A800203G#!divAbstract">In Situ Synthesis And the Catalytic Properties of Platinum Colloids on Polystyrene Microspheres with Surface-Grafted Poly(N-isopropylacrylamide).</a> Chem. Commun. , 831-832 (1998).</li>
<li>Suzuki, K., Yumura, T., Mizuguchi, M., Tanaka, Y., Chen, C. -W., Akashi, M. <a target="_blank" href="http://jglobal.jst.go.jp/en/public/20090422/200902160713409722">Poly(N-isopropylacrylamide)-Grafted Silica as a Support of Platinum Colloids: Preparation Method, Characterization, and Catalytic Properties in Hydrogenation.</a> J. Appl. Polym. Sci. 77, 2678-2684 (2000).</li>
<li>Zhang, S., Chen, L., Zhou, S., Zhao, D., Wu, L. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm1002274">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.</a> Chem. Mater. 22, 3433-3440 (2010).</li>
<li>Kataoka, K., Harada, A., Nagasaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Block+Copolymer+Micelles+for+Drug+Delivery%3A+Design+Characterization+And+Biological+Significance%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Block Copolymer Micelles for Drug Delivery: Design Characterization And Biological Significance.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 47, 113-131 (2001).</li>
<li>Otsuka, H., Nagasaki, Y., Kataoka, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EGylated+Nanoparticles+for+Biological+And+Pharmaceutical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">EGylated Nanoparticles for Biological And Pharmaceutical Applications.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 55, 403-419 (2003).</li>
<li>Nishiyama, N., Kataoka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+State%2C+Achievements%2C+And+Future+Prospects+of+Polymeric+Micelles+as+Nanocarriers+for+Drug+and+Gene+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Current State, Achievements, And Future Prospects of Polymeric Micelles as Nanocarriers for Drug and Gene Delivery.</a> Pharmacol. Ther. 112, 630-648 (2006).</li>
<li>Velev, O. D., Kaler, E. W. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la981729c">In Situ Assembly of Colloidal Particles into Miniaturized Biosensors.</a> Langmuir. 15 (11), 3693-3698 (1999).</li>
<li>Techawanitchai, P., Yamamoto, K., Ebara, M., Aoyagi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Design+with+Self-Heating+Smart+Polymers+for+On-Off+Switchable+Traps%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Technol.+Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Surface Design with Self-Heating Smart Polymers for On-Off Switchable Traps.</a> Sci. Technol. Adv. Mater. 12, 044609(2011).</li>
<li>Lange, U., Roznyatovskaya, N. V., Mirsky, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conducting+Polymers+in+Chemical+Sensors+And+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Conducting Polymers in Chemical Sensors And Arrays.</a> Anal. Chim. Acta. 614, 1-26 (2008).</li>
<li>Rajesh, T., Kumar, D. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/257938771_Recent_progress_in_the_development_of_nano-structured_conducting_polymersnanocomposites_for_sensor_applications">Recent Progress in the Development of Nano-Structured Conducting Polymers/Nanocomposites for Sensor Applications.</a> Sens. Actuators B. 136, 275-286 (2009).</li>
<li>Wu, C., Szymanski, C., Cain, Z., McNeill, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conjugated+Polymer+Dots+for+Multiphoton+Fluorescence+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Conjugated Polymer Dots for Multiphoton Fluorescence Imaging.</a> J. Am. Chem. Soc. 129, 12904-12905 (2007).</li>
<li>Feng, L., Zhu, C., Yuan, H., Liu, L., Lv, F., Wang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conjugated+Polymer+Nanoparticles%3A+Preparation%2C+Properties%2C+Functionalization+And+Biological+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Conjugated Polymer Nanoparticles: Preparation, Properties, Functionalization And Biological Applications.</a> Chem. Soc. Rev. 42, 6620-6634 (2013).</li>
<li>Pecher, J., Mecking, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticles+of+Conjugated+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanoparticles of Conjugated Polymers.</a> Chem. Rev. 110, 6260-6279 (2010).</li>
<li>McGehee, M. D., Heeger, A. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4095(200011)12:22%3C1655::AID-ADMA1655%3E3.0.CO;2-2/abstract">Semiconducting (Conjugated) Polymers as Materials for Solid-State Lasers.</a> Adv. Mater. 12, 1655-1668 (2000).</li>
<li>Samuel, I. D. W., Turnbull, G. A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17385928">Organic Semiconductor Lasers.</a> Chem. Rev. 107, 1272-1295 (2007).</li>
<li>Kuehne, A. J. C., Gather, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+Lasers%3A+Recent+Developments+on+Materials%2C+Device+Geometries%2C+and+Fabrication+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Organic Lasers: Recent Developments on Materials, Device Geometries, and Fabrication Techniques.</a> Chem. Rev. 116, 12823-12864 (2016).</li>
<li>Furumi, S., Kanai, T., Sawada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Widely+Tunable+Lasing+in+a+Colloidal+Crystal+Gel+Film+Permanently+Stabilized+by+an+Ionic+Liquid%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Widely Tunable Lasing in a Colloidal Crystal Gel Film Permanently Stabilized by an Ionic Liquid.</a> Adv. Mater. 23, 3815-3820 (2011).</li>
<li>Mikosch, A., Ciftci, S., Kuehne, A. J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Crystal+Lasers+from+Monodisperse+Conjugated+Polymer+Particles+via+Bottom-Up+Coassembly+in+a+Sol-Gel+Matrix%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Colloidal Crystal Lasers from Monodisperse Conjugated Polymer Particles via Bottom-Up Coassembly in a Sol-Gel Matrix.</a> ACS Nano. 10, 10195-10201 (2016).</li>
<li>Oraevsky, A. N. Whispering-Gallery Waves. Quant Electron. 32 (5), 377-400 (2002).</li>
<li>Yamamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/pj/journal/v48/n11/full/pj201681a.html">Spherical Resonators from π-Conjugated Polymers.</a> Polym. J. 48, 1045-1050 (2016).</li>
<li>Adachi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spherical+Assemblies+from+%CF%80+-Conjugated+Alternating+Copolymers%3A+Toward+Optoelectronic+Colloidal+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Spherical Assemblies from π -Conjugated Alternating Copolymers: Toward Optoelectronic Colloidal Crystals.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 870-876 (2013).</li>
<li>Tong, L., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/py/c4py00023d#!divAbstract">Tetramethylbithiophene in π-Conjugated Alternating Copolymers as an Effective Structural Component for the Formation of Spherical Assemblies.</a> Polym. Chem. 5, 3583-3587 (2014).</li>
<li>Tabata, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembled+Conjugated+Polymer+Spheres+as+Fluorescent+Microresonators%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Self-Assembled Conjugated Polymer Spheres as Fluorescent Microresonators.</a> Sci. Rep. 4, 5902(2014).</li>
<li>Kushida, S., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.5b00707">Whispering Gallery Resonance from Self-Assembled Microspheres of Highly Fluorescent Isolated Conjugated Polymers.</a> Macromolecules. 48, 3928-3933 (2015).</li>
<li>Kushida, S., Braam, D., Lorke, A., Yamamoto, Y. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4938854">Whispering Gallery Mode Photoemission From Self-Assembled Poly-Paraphenylenevinylene Microspheres.</a> AIP Conf. Proc. ICCMSE. 1702, 090046(2015).</li>
<li>Braam, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optically+Induced+Mode+Splitting+in+Self-Assembled%2C+High+Quality-Factor+Conjugated+Polymer+Microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Optically Induced Mode Splitting in Self-Assembled, High Quality-Factor Conjugated Polymer Microcavities.</a> Sci. Rep. 6, 19635(2016).</li>
<li>Kushida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conjugated+Polymer+Blend+Microspheres+for+Efficient+Long-Range+Light+Energy+Transfer%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Conjugated Polymer Blend Microspheres for Efficient Long-Range Light Energy Transfer.</a> ACS Nano. 10, 5543-5549 (2016).</li>
<li>Kushida, S., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/RA/c6ra10662e#!divAbstract">Self-Assembled Polycarbazole Microspheres as Single-Component, White-Colour Resonant Photoemitters.</a> RSC Adv. 6, 52854-52857 (2016).</li>
<li>Aikyo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.journal.csj.jp/doi/abs/10.1246/cl.160504">Enwrapping Conjugated Polymer Microspheres with Graphene Oxide Nanosheets.</a> Chem. Lett. 45, 1024-1026 (2016).</li>
<li>Landfester, K., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4095(20020503)14:9%3C651::AID-ADMA651%3E3.0.CO;2-V/abstract">Semiconducting Polymer Nanospheres in Aqueous Dispersion Prepared by a Miniemulsion Process.</a> Adv. Mater. 14, 651-655 (2002).</li>
<li>Okada, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Color-Tunable+Resonant+Photoluminescence+and+Cavity-Mediated+Multistep+Energy+Transfer+Cascade%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Color-Tunable Resonant Photoluminescence and Cavity-Mediated Multistep Energy Transfer Cascade.</a> ACS Nano. 10, 7058-7063 (2016).</li>
<li>Pecher, J., Mecking, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticles+of+Conjugated+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanoparticles of Conjugated Polymers.</a> Chem. Rev. 110, 6260-6279 (2010).</li>
<li>Gather, M. C., Yun, S. H. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v5/n7/full/nphoton.2011.99.html">Single-Cell Biological Lasers.</a> Nat. Photon. 5, 406-410 (2011).</li>
<li>Schubert, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lasing+within+Live+Cells+Containing+Intracelluler+Optical+Microresonators+for+Barcode-Type+Cell+Tagging+and+Tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Lasing within Live Cells Containing Intracelluler Optical Microresonators for Barcode-Type Cell Tagging and Tracking.</a> Nano Lett. 15, 5647-5652 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar rakip mali çıkarları beyan etmiyor.

İyi bir çözücü ve çözücü olmayan seçimi, iyi tanımlanmış mikrokürelerin kendi kendine montajı için çok önemlidir. Bir polimerin çözünürlüğü çok yüksekse çökelme oluşmayacaktır. Ayrıca, genel olarak, π-konjuge polimerler hidrofobiktir, bu nedenle MeOH, asetonitril ve aseton gibi polar çözücü olmayanlar, küresel bir şekil oluşturmak için gereken yüzey enerjisini en aza indirmek için buhar difüzyon yönteminde sıklıkla kullanılır. Arayüz çökeltme yöntemi genellikle boya katkılı polimer mikrokürelerin hazırlanması için benims...

Polimer nano / mikro boyutlu parçacıklar, katalizör desteği, kolon kromatografı dolum maddeleri, ilaç verme maddeleri, hücre izlemesi için flüoresan sondalar, optik ortamlar ve benzeri 1 , 2 , 3 , 4 , 5 gibi çeşitli uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. , 6 , 7 , 8 , 9 . Özellikle, π-konjüge polimerleri, polimer küreler 10 , 11 , 12 , 13 , 14&#39;ü kullanan optik, elektronik ve optoelektronik uygulamalara yönelik özellikle lüminesen ve şarj iletken özelliklere sahiptir, özellikle yumuşak organ kullanımı lazer uygulamalarıAnik materyal 15 , 16 , 17 . Örneğin, kürelerin birkaç yüz nanometre çaplı üç boyutlu entegrasyonu, belirli bir dalga boyunda 18 , 19 fotonik bant boşlukları gösteren kolloidal kristalleri oluşturur. Işıklar, alanlar arası periyodik yapıda sınırlandığında, durma bandının ortasında lasing eylemi görülür. Öte yandan, kürelerin boyutu birkaç mikrometre skala kadar arttığında, ışık, polimer / hava arayüzü 20&#39;de toplam iç yansıma yoluyla tek bir mikrokürede sınırlanır. Maksimum çevredeki ışık dalgasının yayılması parazite neden olur ve keskin ve periyodik emisyon çizgileri olan bir rezonant modun ortaya çıkmasına neden olur. Bu optik modlara &quot;fısıldayan galeri modları&quot; denir (WGM&#39;ler). &quot;Fısıltılı galeri&quot; terimi,Londra&#39;daki St. Paul Katedrali&#39;nde ses dalgaları duvarın çevresinde dolaşıyor ve galerinin diğer tarafında bir kişi tarafından fısıltıların duyulmasını sağlıyor. Işık dalgaboyu, ses dalgalarına göre çok daha küçük alt mikrometre ölçeğinde olduğundan, WGM ışığı için böyle büyük bir kubbe gerekli değildir: küçük, mikrometre ölçekli, mikroküreler, mikrodiskler gibi iyi tanımlanmış kaplar , Ve mikro kristaller, WGM koşullarını yerine getirir. Eşitlik 1, WGM rezonant koşulunun basit bir biçimidir 21 : Nπd = lλ (1) Burada n , rezonatörün kırılma indisidir, d , çaptır, l , tam sayıdır ve λ , ışığın dalga boyudur. (1) &#39;in sol kısmı, bir daire yayılımı boyunca optik yol uzunluğudur. Optik yol,Rezonans oluşur, diğer dalga boyunda ışık dalgası yuvarlama üzerine azalır. Bu yazıda, çözeltide konjuge polimerlerden WGM rezonatörleri için mikroküreler hazırlamak için birkaç deneysel yöntem sunulmaktadır: buhar difüzyonu 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , mini emülsiyon 31 ve ara yüz çöktürme 32 . Her yöntemin kendine özgü özellikleri vardır; Örneğin, buhar difüzyon yöntemi, çok yüksek küresellik ve pürüzsüz yüzeyler ile iyi tanımlanmış mikro küreler verir, ancak bu mikro küreleri yalnızca düşük kristalli polimerler oluşturabilir. Öte yandan, mini emülsiyon içinYönteminde yüksek kristalli polimerler de dahil olmak üzere çeşitli konjuge polimerler küreler oluşturabilir ancak yüzey morfolojisi buhar difüzyon metodundan daha düşüktür. Arayüz çökeltme yöntemi, boya katkılı, konjuge olmayan polimerlerden mikro küre oluşturmak için tercih edilir. Her durumda, çözücünün ve çözücü olmayan madde seçimi küresel morfolojinin oluşumunda önemli bir rol oynamaktadır. Bu yazının ikinci yarısında μ-PL ve mikro manipülasyon teknikleri sunulmuştur. Μ-PL tekniği için mikrosferler bir alt tabaka üzerine dağılır ve mikroskop mercekleri vasıtasıyla odaklanmış bir lazer ışını, tek izole edilmiş bir mikrosfer 24&#39;ü ışınlamak için kullanılır. Bir küreden üretilen PL, mikroskop mercekleri aracılığıyla bir spektrometre ile tespit edilir. Numune kademesinin hareket ettirilmesi, uyarma noktasının konumunu değiştirebilir. Algılama noktası, ayrıca, exci&#39;nin kolimatör optiklerinin eğilmesi ile de değişkendirAlgılama yolunun ( 28 , 32) optik eksenine göre optik tayfa lazer ışını. İnterphere ışık yayılımını ve dalga boyu dönüşümünü araştırmak için mikro manipülasyon tekniği kullanılabilir 32 . Farklı optik özelliklere sahip birkaç mikrosfer bağlamak için bir mikro iğne kullanarak bir küre alıp başka bir küre üzerine koymak mümkündür. Mikromanipülasyon teknikleri ve μ-PL yöntemi ile birlikte, çeşitli optik ölçümler, basit bir kendi kendini düzenleme yöntemiyle hazırlanan konjuge polimer küreler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu video kağıdı, optik uygulamalar için yumuşak polimer malzemeler kullanmak isteyen okuyucular için yararlı olacaktır.

<table><tbody><tr><td>polistiren</td><td>Aldrich</td><td>132427-25G</td><td></td></tr><tr><td>sodyum dodesilsülfat</td><td>Kanto Kagaku</td><td>372035-31</td><td></td></tr><tr><td>tetrahidrofuran</td><td>Wako</td><td>206-08744</td><td></td></tr><tr><td>kloroform</td><td>Wako</td><td>038-18495</td><td></td></tr><tr><td>metanol</td><td>Wako</td><td>139-13995</td><td></td></tr><tr><td>Poli (9,9-di-n-oktilflorenil-2,7-diil)</td> <td>Aldrich</td><td>571652-500MG</td><td></td></tr><tr><td>Poli[2-metoksi-5-(3&asal;,7&prime;-dimetiloktiloksi)-1,4-fenilenevilen] (MDMOPPV)</td><td>Aldrich</td><td>546461-1G</td><td></td></tr><tr><td>poli[(9,9-dioktilfloren-2,7-diil)-alt-(5-oktiltieno[3,4-c]pirol-4,6-dion-1,3-diil)] (P1)</td><td>sentezlenmiş-referans</td><td></td> <td>28</td></tr><tr><td>poli[(N-(2-heptilundesil)karbazol-2,7-diil)-alt-(4,8-bis[(dodesil)karbonil]benzo[1,2-b:4,5-b&asal;]ditiofen-2,6-diil)] (P2)</td> <td>sentezlenmiş</td> <td>referans</td> <td>28</td></tr><tr><td>floresan boya (bor, dipyrrin; BODIPY)</td><td>sentezlenmiş</td><td></td> <td>referans 32</td></tr><tr><td>Optik Mikroskop</td><td>Nicon</td><td>Eclipse LV-N</td><td></td></tr><tr><td>laser_405 nm</td><td>Hutech</td><td>DH405-10-5</td><td></td></tr><tr><td>Spektrometre</td><td>Lambda Vision</td><td>LV-MC3/T Homojenizatör</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Microtech Nichion</td><td>Physcotron NS-360D</td><td></td></tr><tr><td>mikromanipülasyon</td><td></td><td>Microsupport Quick Pro QP-3RH</td><td></td></tr></tbody></table>

optik rezonatör ve lazer uygulamalarında polimer mikrokürelerin Üretimi

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Bu yazıda, π-konjuge veya konjuge polimerlerden oluşan flüoresan mikrosferlerin hazırlanması için üç yöntem açıklanmaktadır: buhar difüzyon, arayüz çökeltme ve mini emülsiyon. Tüm yöntemlerde, iyi tanımlanmış mikrometre boyutlu küreler, çözeltideki kendi kendine montaj sürecinden elde edilir. Buhar difüzyon yöntemi, en yüksek sferikliğe ve yüzey düzgünlüğüne sahip kürlere neden olabilir, ancak bu küreleri oluşturabilen polimer türleri sınırlıdır. Öte yandan, mini emülsiyon yönteminde, mikroküreler çeşitli düzeneklerden, hatta eş düzlemli, π-konjuge omurgalı çok kristalli polimerlerden yapılabilir. Tekli izole mikro küreciklerdeki fotolüminesan (PL) özellikleri sıradışıdır: PL, kürlerin içinde sınırlanır, polimer / hava arayüzünde toplam iç yansıma yoluyla kürelerin çevresine yayılır ve keskin ve periyodik rezonant göstermek için kendi kendine müdahale eder PL hatları. Bu rezonansG modlarına &quot;fısıldayan galeri modları&quot; denir (WGM&#39;ler). Bu çalışma, mikro-fotolüminesans (μ-PL) tekniğini kullanarak tek izole edilmiş kürelerden WGM PL&#39;nin nasıl ölçüleceğini göstermektedir. Bu teknikte, odaklanmış bir lazer ışını tek bir mikrokürede ışıma yapar ve lüminesans bir spektrometre ile tespit edilir. Daha sonra bir mikromanipülasyon tekniği, mikroküreleri birer birer bağlamak ve bir kürenin çevresindeki uyarılma üzerine bağlanmış mikrosferlerden kalsiyum PL yayılımı ve renk dönüşümünü göstermek ve diğer mikrosferden PL bulgulamak için kullanılır. Bu teknikler, μ-PL ve mikromanipülasyon, polimer materyalleri kullanarak mikro-optik uygulama deneyleri için yararlıdır.

Şekil 1 , buhar difüzyon yönteminin (a), mini emülsiyon yönteminin (b) ve ara yüz çöktürme yönteminin (c) şematik temsillerini göstermektedir. Buhar difüzyon metodu ( Şekil 1a ) için, bir CHCl3 polimer çözeltisi (0.5 mg mL -1 , 2 mL) içeren 5 mL&#39;lik bir şişe, MeOH gibi 5 mL çözücü içermeyen 50 mL&#39;lik bir şişeye kondu . Dış şişeye kapatılmış ve daha sonra 25 ° C&#39;de 3 gün bekletilmiştir. Çözücü olmayan buhar...

Polimerlerden mikro kürelerin sentezi için protokoller, mikro kürelerin manipülasyonu ve mikro fotolüminesans ölçümleri sunulmaktadır.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Bu prosedürün genel amacı; lazer cihazları, optik devreler ile kimyasal ve biyolojik optik sensörler için optik mikrorezonatörler üretmektir. Bu yöntem; polimer optiği, optoelektronik ve elektronik gibi fonksiyonel polimer malzeme alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu basit ve düşük enerji tüketimli tekniğin temel avantajı, hem optik hem de elektriksel özelliklere sahip optik rezonatörlerin imalatı için fonksiyonel polimerler kullanmasıdır.Prosedürü, laboratuvarımdan lisansüstü öğrenciler olan Bay Okada, Bay Zakarias ve Bay Oki göstereceklerdir. Bu prosedür için buhar difüzyon yöntemine başlamak için, 50 ml'lik bir şişeye beş mililitre metanol ekleyin. Ardından, beş mililitrelik bir şişede iki miligram konjuge polimeri iki mililitre kloroform içinde çözün.Beş mililitrelik flakonu, 50 mililitrelik flakonun içine dikkatlice yerleştirin. Ardından 50 mililitrelik flakonu kapatın. Polimer mikrokürelerin çökelmesi için 25 °C'de üç gün boyunca inkübe edin.Mini-emülsiyon yöntemine başlamak için, beş miligram konjuge polimeri bir mililitre kloroform içerisinde çözün. Ardından, 30 miligram SDS'yi iki mililitre deiyonize su içerisinde çözün. Polimer karışımından 100 mikrolitreyi SDS çözeltisine ekleyin.Ultra yüksek hızlı bir homojenizatör kullanarak, 30,000 RPM'de iki dakika boyunca karıştırın. Kloroformun buharlaşması için emülsiyonun kapağı açık şekilde bir gün dinlenmesine izin verin. Ertesi gün, dispersiyonu 1,5 mililitrelik bir santrifüj tüpü içinde 2,200 ×g'de beş dakika boyunca santrifüjleyin.Süpernatant uzaklaştırıldıktan sonra, bir mililitre deiyonize su ekleyin ve kuvvetlice çalkalayın. Kalan tüm SDS'yi tamamen gidermek için santrifüjleme, süpernatant uzaklaştırma ve suyla yıkama işlemlerini üç kez tekrarlayın. Arayüz çöktürme yöntemine başlamak için, 20 miligram polistireni ve bir miligram floresan boyayı 20 mililitre tetrahidrofuran içinde çözün.Boş bir 1,5 ml mikrotüpe bir mililitre deiyonize su ekleyin. Ardından, tabakaların birbirine karışmamasına dikkat ederek, 0,2 mililitre THF çözeltisini su tabakasının üzerine yavaşça dökün. Polimer mikrokürelerin çökeltilmesi için tüpün kapağı açık şekilde altı saat boyunca dinlenmeye bırakın.Başlamak için, hazırlanmış mikroküre süspansiyonunu metanol veya deiyonize su gibi kötü bir çözücü ile 10 kat seyreltin. Bir spin kaplayıcı kullanarak, seyreltilmiş süspansiyondan bir damlayı kuvars bir substrat üzerine döndürerek kaplayın. Oluşan kaplama filmini, çözücüler tamamen buharlaşana kadar havada kurutun.Ardından, kuvars altlığı bir optik mikroskobun numune tablasına aktarın. Mikro-fotolüminesans ölçümü için izole edilmiş ve belirgin bir mikro küre tanımlayın. Lazer koşullarını metin protokolünde belirtildiği şekilde ayarlayın ve mikro küreyi ışınlamak için odaklanmış bir lazer ışını kullanın.Bir spektrometre kullanarak fotolüminesans spektrumunu kaydedin. Ardından, ışınlanmış mikrokürenin floresan görüntüsünü alın. Başlamak için, kuvars substratı bir optik mikroskobun numune tablasına yerleştirin.İyi tanımlanmış tek bir mikroküre belirleyin. Ardından, bir mikromanipülasyon düzeneği üzerine bir tungsten mikroiğne yerleştirin. Bir dokunmatik panel kontrolörü kullanarak mikroiğneyi hareket ettirin ve mikroküreyi alın.Toplanan mikro küreyi, iyi tanımlanmış başka bir tekil mikro küreye bağlayın. Bundan sonra, mikro küreyi odaklanmış bir lazer ışınıyla ışınlayın. Fotolüminesans spektrumunu kaydetmek için bir spektrometre kullanın.Ardından, ışınlanmış mikrokürelerin floresan görüntüsünü alın. Bu çalışmada, tanımlanmış polimer mikroküreler üç farklı yöntem kullanılarak üretilmiştir: buhar difüzyon yöntemi, mini-emülsiyon yöntemi ve arayüz çöktürme yöntemi.Taramalı elektron mikroskopisi, buhar difüzyonu ve ara yüzey çöktürme yöntemlerinin çok pürüzsüz yüzey morfolojisine sahip mikroküreler oluşturduğunu göstermektedir. Ancak, mini-emülsiyon yöntemiyle elde edilenler, sürfaktanın tüm yüzeyi kaplaması nedeniyle pürüzlüdür. Ardından, polimer bir, polimer iki ve bunların karışımıyla oluşturulan tek bir mikrokürenin fısıltı galerisi modunun fotolüminesansı kaydedilir.Birinci polimer için Q faktörünün 2.200'e ulaştığı görülmüştür. Ancak, muhtemelen pürüzlü yüzey morfolojileri nedeniyle, ikinci polimerden oluşan mikroküreler yalnızca 300'e kadar ulaşabilmiştir. Polimer karışımından oluşan mikroküreler, muhtemelen pürüzsüz morfolojileri sayesinde 1.500'lük yüksek bir Q faktörünü korumuştur.Küreler arası enerji transferi kaskadını incelemek amacıyla, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı fotolüminesans renklerine sahip polimorfik polaron boya katkılı polistiren mikroküreler, tetrasferler oluşturacak şekilde birbirine bağlanmıştır. Yeşilden sarıya ve sarıdan turuncuya ışık enerjisi transferinin verimli olduğu görülürken, enerji donörünün fotolüminesans bandı ile enerji akseptörünün adsorpsiyon bandı arasındaki örtüşmenin az olması nedeniyle turuncudan kırmızıya enerji transferi gerçekleşmemiştir. Bu nedenle, kırmızıdan turuncuya, sarıya ve yeşile doğru olan yukarı dönüştürülmüş enerji transferleri neredeyse hiç gerçekleşmemektedir.Bu prosedürü uygularken, belirsiz agregatlara yol açabilecek hızlı bir çökelmeye neden olabileceği için flakonları sallamaktan kaçınmayı hatırlamak önemlidir. Bu prosedürün ardından, kolloidal fotonik kristaller uygulamaları için monodisper polimer kürelerin nasıl hazırlanacağı gibi ek soruları yanıtlamak amacıyla emülsiyon polimerizasyonu ve dispersiyon polimerizasyonu yöntemleri gibi diğer yöntemler gerçekleştirilebilir. Geliştirilmesinin ardından bu teknik, polimer bilimi alanındaki araştırmacıların fonksiyonel polimerler kullanarak optik ve lazer uygulamalarını keşfetmelerinin yolunu açmıştır.Bu videoyu izledikten sonra, aşağıdan yukarıya kendi kendine düzenleme süreciyle mikrooptik rezonatörlerin nasıl hazırlandığına dair kapsamlı bir bilgi edinmiş olacaksınız. Lazer cihazlarıyla çalışırken, gözlerinize zarar verebilecek lazer ışınlarından korunmak için özel önlemler almanız gerektiğini unutmayın.

fabrication-polymer-microspheres-for-optical-resonator-laser

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz serbest duran mikroküreler ve on-chip microtoroids dahil silika rezonans kaviteler, imal etmek, bir karbondioksit lazer reflow tekniğinin kullanımı açıklanır. Reflow yöntemi her iki cihaz içinde uzun foton yaşamlar sağlayan, yüzey kusurları kaldırır. Çıkan cihazlar telekomünikasyon gelen biodetection kadar uygulamaları sağlayan, ultra yüksek kalite faktörleri var.

Silika Ultra Yüksek Kalite Faktörü Microresonators Fabrikasyon

Terahertz frekanslarda metamalzemeler eşsiz fırsatlar sunuyoruz, ancak toplu olarak imal meydan okuyorlar. Biz ucuza endüstriyel ölçekte potansiyel metamalzemeler imal microstructured polimer optik lifler için üretim prosedürü adapte. Biz Terahertz plasmonik tepki gösterirler ~ 100 mikron, ayrılmış ~ 10 mikron çaplı indiyum tel içeren polimetilmetakrilat elyaf üretmek.

Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

Yüksek hassasiyete sahip fotonik mikro sensör elektrik alan tespiti için geliştirilmiştir. Sensörü, dielektrik küre optik modları patlatır. Dış elektrik alan perturb onun optik modları vardiya giden küre morfolojisi değişimi. Elektrik alan kuvveti bu optik kaymalar takip edilerek ölçülür.

Galeri Modu Polimerik Mikro-optik Elektrik Alan Sensörleri Whispering Gelişimi

Biz yeni bir dalga kılavuzu mekanizması olarak enine Anderson lokalizasyonu kullanan bir düzensiz polimer fiber optik geliştirmek ve karakterize. Bu mikrostrüktürlü fiber geleneksel fiber optik ışın yarıçapı ile karşılaştırılabilir bir yarıçaplı küçük lokalize ışın taşıma yapabilirsiniz.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

Yivli bir mikroakışkan kanaldan geçen iki bitişik sıvı, bir prepolimer çekirdeğinin etrafında bir kılıf oluşturmaya yönlendirilebilir; böylece hem şekil hem de kesit belirlenir. Tiyol tıklama kimyası gibi fotoinitiated polimerizasyon, çekirdek sıvısını önceden belirlenmiş boyut ve şekle sahip bir mikrofiber haline hızlı bir şekilde katılaştırmak için çok uygundur.

Önceden Tasarlanmış Boyut ve Şekle Sahip Polimerik ve Biyohidred Elyafların Mikroakışkan İmalatı

Parametrik optomekanik uyarımlar, optik radyasyon basıncı ve uyarılmış Brillouin saçılması yoluyla mikroakışkan optomekanik rezonatörlerde yakın zamanda deneysel olarak gösterilmiştir. Bu makale, optomekanik salınımların üretilmesi ve doğrulanması için metodolojilerle birlikte bu mikroakışkan rezonatörlerin imalatını açıklamaktadır.

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Üçüncü dereceden optik doğrusal olmayan duyarlılık ile ilgili doğrusal olmayan olayların etkili nesil Χ (3) triply rezonans silis mikrosferlerdeki etkileşimler bu yazıda sunulmuştur. bildirilen burada etkileşimler şunlardır: Uyarılmış Raman saçılması (SRS) ve Uyarılmış Anti-Stokes Raman Saçılma (SARS) içeren dört dalga karıştırma işlemleri.

Mikrosferik Whispering Galeri Modu Rezonatörler içinde Uyarılmış Stokes ve Antistokes Raman saçılması

Biz Femtosaniye lazer kaynaklı ablasyon kullanılarak subwavelength çapı silis lifleri (optik nanolifler) 1-D fotonik kristal boşlukları imal edilmesi için bir protokol mevcut.

Femtosaniye Lazer kaynaklı Ablasyonu kullanarak nanolif 1-D Fotonik Kristal Kavitenin Fabrikasyon

Bu eser mikrosıvısal damlacık tabanlı platformlar imalatı ve polyacrylamide mikroküreler microsphere-PCR güçlendirme için uygulanması için bir yöntem sağlar. Microsphere-PCR yöntemi, Çift iplikçikli DNA ayıran olmadan tek iplikçikli DNA amplicons elde olanak verir.

Bir damlacık dayalı mikrosıvısal yaklaşım ve Microsphere-PCR güçlendirme tek iplikçikli DNA'Amplicons için

Bu protokol, 3D lazer baskı kullanılarak implante edilebilir bir entegre görüntüleme penceresinin imalatını açıklar. Pencere, mikro iskelelerle birleştirilmiş bir mikro mercek sisteminden oluşur. Yöntem, biyouyumlu fotorezist SZ2080'in sürekli bir sırayla iki fotonlu polimerizasyonunu (2PP) içerir ve üretim verimliliğini ve farklı bileşenler arasındaki hizalamayı optimize eder.

Gelişmiş In Vivo Görüntüleme için Mikroyapılı Görüntüleme Penceresine Entegre Edilmiş İmplante Edilebilir Optiklerin Mikrofabrikasyonu

Keşfedin polimer mikroküre sentezi ve mikro-fotolüminesans ölçümü ile optik mikrorezonatör üretimini. Bu düşük enerjili buhar difüzyon yöntemi, lazer cihazları ve sensörler için fonksiyonel polimerler kullanarak optik ve elektriksel özellikler sunar.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

Daha fazla video keşfet