هذا العمل وأيده أ توكايمورا * منح النجم إينفيستيجاتورشيب A (المشروع رقم 1437 00135)، * منح ستار العلوم والهندسة البحوث مجلس تمويل القطاع العام (المشروع رقم 1421200076)، والمشاريع البحثية المشتركة JSPS-NUS (WBS R143-000-611-133).

<ol>
	<li>Figuerola, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=End-to-End+Assembly+of+Shape-Controlled+Nanocrystals+via+a+Nanowelding+Approach+Mediated+by+Gold+Domains.">End-to-End Assembly of Shape-Controlled Nanocrystals via a Nanowelding Approach Mediated by Gold Domains.</a> Adv. Mat. 21, 550-554 (2009).</li><li>Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+Organization+of+Single+CdTe+Nanoparticles+into+Luminescent+Nanowires.">Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires.</a> Science. 297, 237-240 (2002).</li><li>Kim, D., Kim, W. D., Kang, M. S., Kim, S. -. H., Lee, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Organization+of+Nanorods+into+Ultra-Long+Range+Two-Dimensional+Monolayer+End-to-End+Network.">Self-Organization of Nanorods into Ultra-Long Range Two-Dimensional Monolayer End-to-End Network.</a> Nano Lett. 15, 714-720 (2015).</li><li>Schliehe, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrathin+PbS+Sheets+by+Two-Dimensional+Oriented+Attachment.">Ultrathin PbS Sheets by Two-Dimensional Oriented Attachment.</a> Science. 329, 550-553 (2010).</li><li>Chakrabortty, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facet+to+facet+Linking+of+Shape+Anisotropic+Inorganic+Nanocrystals+with+Site+Specific+and+Stoichiometric+Control.">Facet to facet Linking of Shape Anisotropic Inorganic Nanocrystals with Site Specific and Stoichiometric Control.</a> Nano Lett. 16, 6431-6436 (2016).</li><li>Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Absorption+Cross+Section+of+CdSe+Nanocrystal+Quantum+Dots.">On the Absorption Cross Section of CdSe Nanocrystal Quantum Dots.</a> J Phys Chem B. 106, 7619-7622 (2002).</li><li>Dabbousi, B. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(CdSe)ZnS+Core-Shell+Quantum+Dots:+Synthesis+and+Characterization+of+a+Size+Series+of+Highly+Luminescent+Nanocrystallites.">(CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites.</a> J Phys Chem B. 101, 9463-9475 (1997).</li><li>Carbone, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Micrometer-Scale+Assembly+of+Coilloidal+CdSe/CdS+Nanorods+Prepared+by+Seeded+Grwoth+Approach.">Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Coilloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Grwoth Approach.</a> Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).</li><li>Shaviv, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absorption+properties+of+Metal-Semiconductor+Hybrid+Nanoparticles.">Absorption properties of Metal-Semiconductor Hybrid Nanoparticles.</a> ACS Nano. 5, 4712-4719 (2011).</li><li>Lim, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Synthesis+of+CdSe+Tetrapods+with+High+Morphological+Uniformity+by+the+Persistent+Kinetic+Growth+and+the+Halide-Mediated+Phase+Transformation.">Controlled Synthesis of CdSe Tetrapods with High Morphological Uniformity by the Persistent Kinetic Growth and the Halide-Mediated Phase Transformation.</a> Chem Mat. 25, 1443-1449 (2013).</li></ol>

ليس لدينا أي شيء للكشف.

يسمح ربط الأسلوب الموصوفة في هذا العمل لجسيمات نانوية تشالكوجينيدي الكادميوم متباين الشكل التي يمكن أن تخضع لتبادل الأيونات الموجبة مع Ag+ أن تنضم، جانبا إلى جانب، إلى جمعيات مثل سلاسل خطية أو شبكات متفرعة. الفشل في تشكيل جمعيات مشتتة جيدا، واسعة النطاق من الأوجه بالأوجه المرتبطة جسيمات نانوية غالباً بسبب سببين: (ط) إكسابه لا تفرق جيدا في الحل الذي يحتوي على رقم، التي يمكن معالجتها من خلال سونيكاتينج الخليط للمنصوص عليها مقدار الوقت بالتفصيل في البروتوكول؛ أو (ثانيا) تركيز Ag+ المستخدمة غير مثلى. عند تركيز Ag+ المستخدمة منخفضة جداً، لا تخضع معظم جسيمات نانوية تشالكوجينيدي الكادميوم لتبادل الأيونات الموجبة، نتج عنه قليلاً أو لا تربط (كما تم وصفه في نتائج الممثل). عندما يكون تركيز Ag+ المستخدمة عالية جداً، مجالات متعددة من النموذج2S Ag على كل الجسيمات، أدى إلى تجميع شديدة عند ربط.
نهجنا لربط جسيمات نانوية غير العضوية الشكل متباين جانبا إلى جانب يقتصر حاليا على جسيمات نانوية تشالكوجينيدي المعدنية التي يمكن أن تخضع لتبادل الأيونات الموجبة مع Ag+ أو Cu+ (غير معروضة في هذا العمل) تحت رد فعل معتدل شروط. تبذل الجهود حاليا لتوسيع مرجع المواد غير العضوية التي يمكن أن تكون مرتبطة مباشرة عن طريق استراتيجيتنا الاصطناعية. أظهرنا سابقا أن الأوجه بالأوجه المرتبطة نانوحبيبات التجميعات يمكن الخضوع لمواصلة عمليات تبادل الأيونات الموجبة، ويمكن أن تتحول إلى مواد أشباه الموصلات الأخرى مع الاحتفاظ الهندسة المعمارية المرتبطة5. عدل هذا الربط الداخلي، على الرغم من أن أكثر مملة، يمكن توسيع إلى حد كبير تنوع المواد النانوية أشباه الموصلات التي يمكن أن تتحقق معا إلى جمعيات مرتبطة بجوانب.
نظراً لجمعيات مرتبطة أشباه جسيمات نانوية انضم الأوجه بالأوجه، إلكترونيا إلى جانب بعضها البعض. قد يكون هذا مفيداً للتطبيقات مثل معالجة حل الإلكترونيات الضوئية، حيث مشكلة رئيسية هي تهمة سوء النقل عن طريق العزل يغاندس المحيطة بجسيمات نانوية أشباه الموصلات. سوف يلزم مزيد من العمل لتقييم فعالية التجميعات من جسيمات نانوية أشباه الموصلات مرتبطة كمواد نشطة في الأجهزة الإلكترونية البصرية.

الجمعية العامة الموجهة لأشباه الموصلات الغروية سي إس يوفر مساراً اصطناعية لتصنيع النانو خصائصه الفيزيائية أما مجموع الجماعية من أو مختلفة اختلافاً جذريا من تلك اللبنات NC الفردية1 , 2 , 3 , 4-بين مختلف النهج للجمعية نانوحبيبات، تبرز طريقة المرفق الموجه-في سي إس التي هي أساسا تنصهر مع بعضها البعض-كواحد الذي يسمح لاقتران الإلكترونية إينتيربارتيكلي. ومع ذلك، يتطلب المرفق الموجه التقليدية عادة موازنة حساسة للجسيمات ثنائي القطب ويجند والتفاعلات على أساس المذيبات التي عموما من الصعب تنفيذ وجعل المطبقة على أنظمة مختلفة في نورث كارولاينا.
وقد وضعنا مؤخرا أسلوب الرطب والكيميائية تساهمي الانضمام إلى شكل متباين الكادميوم تشالكوجينيدي سي إس بالأخذ متوسط غير عضوية رد الفعل عن طريق عملية التنو موقع انتقائية. في وقت لاحق ترتبط الجسيمات بالانصهار عفوية من رد الفعل المجالات الوسيطة غير العضوية5. على الرغم من أن التقنية التي تزال تعتمد على إليه مرفق المنحى، هناك أقل بكثير من الحاجة إلى النظر في التفاعلات إينتيربارتيكلي ضعيفة، وبالتالي السماح لمزيد من المرونة والتحكم. ربط الشكل متباين الكادميوم تشالكوجينيدي سي إس يقوم بتحويل أولاً على أوجه نصيحة للفضة تشالكوجينيدي عن طريق عملية تبادل الأيونات الموجبة جزئية (في الحل)؛ ويعقب هذا إزالة انتقائية من يغاندس تخميل السطح. سي إس ثم معا عبر الانصهار الأوجه مكشوفة تشالكوجينيدي الفضة، أسفر عن التجميعات من الكادميوم تشالكوجينيدي سي إس مرتبطة نهاية إلى نهاية.
في هذا البروتوكول، ونثبت أنه يمكن تطبيق أسلوب الربط إلى مجموعة متنوعة من الكادميوم شكل متباين تشالكوجينيدي سي إس (أي، المصنفة قدسي اسطوانات شمالي البحر الأحمر وتبذر قدسي قدسي شمالي البحر الأحمر أو TPs) TP تشعبت عاليا أو سلاسل NR خطية طويلة المردود الشبكات. تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن تمديد هذه التقنية لمجموعة متنوعة من الأشكال NC وقابلة لتبادل الأيونات الموجبة الفضي المعدني تشالكوجينيديس.

<table><tbody><tr><td>Cadmium oxide (CdO), 99.5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 90 % and 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Technical and analytical grade</td></tr><tr><td>Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;), 99.9%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Hexadecanediol (HDDO), 90%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Technical grade</td></tr><tr><td>1-octadecene (ODE), 90%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Technical grade</td></tr><tr><td>Dodecylamine (DDA), 98%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Cadmium nitrate tetrahydrate ((CdNO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;)&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;.4H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O), 98%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Myristic acid (MA), 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Octyl phosphonic acid (OPA), 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Oleylamine (Oly), 70%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Technical grade</td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), 95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Selenium pellets (Se, 5 mm), 99.99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Hexadecylamine (HDA), 90%</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>Technical grade, toxic</td></tr><tr><td>n-tetradecylphosphonic acid (TDPA), 98%&amp;nbsp;</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Silver nitrate (AgNO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;), 99.9%</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Oleic acid (OA), 90%</td><td>Alfa Aesar</td><td></td><td>Technical grade</td></tr><tr><td>Tri-n-octylphosphine (TOP), 97%</td><td>Strem</td><td></td><td>Analytical grade, toxic, air sensitive</td></tr><tr><td>n-hexylphosphonic acid (HPA), 97%</td><td>Strem</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 97%</td><td>Strem</td><td></td><td>Analytical grade</td></tr><tr><td>Tellurium powder (Te), 99.9%</td><td>Strem</td><td></td><td>Air sensitive</td></tr><tr><td>Tri-n-butylphosphine (TBP), 99%</td><td>Strem</td><td></td><td>Analytical grade, highly toxic, air sensitive</td></tr><tr><td>Diisooctylphosphonic acid (DIPA), 90%</td><td>Fluka</td><td></td><td>Technical grade, toxic</td></tr></tbody></table>

facet-to-facet linking of shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanostructures

هنا، يمكننا وصف بروتوكول يسمح للكادميوم شكل متباين تشالكوجينيدي نانوكريستالس (NCs)، مثل نانورودس (شمالي البحر الأحمر) وتيترابودس (TPs)، أن تكون مرتبطة تساهميا وسيتيسبيسيفيكالي عبر عن جوانب نهاية، نتج عنه مثل بوليمر خطية أو متفرعة سلاسل. يبدأ الإجراء الربط بعملية تبادل الأيونات الموجبة التي جوانب نهاية تشالكوجينيدي الكادميوم Nc يتم تحويلها أولاً إلى تشالكوجينيدي الفضة. ويعقب هذا إزالة انتقائية من يغاندس على سطحها. وهذا ينتج الكادميوم تشالكوجينيدي سي إس مع نهاية تشالكوجينيدي الفضة شدة رد الفعل جوانب الصمامات تلقائياً عند الاتصال مع بعضها البعض، وبالتالي إقامة مرفق جانبا إلى جانب إينتيربارتيكلي. يمكن أن تنتج عن طريق الاختيار الحكيم لتركيزات السلائف، شبكة واسعة من سي إس مرتبط. يجري توصيف الهيكلية من سي إس مرتبطة عبر منخفضة وعالية الاستبانة مجهر إلكتروني (TEM)، فضلا عن الطاقة المشتتة مطيافية الأشعة السينية، التي تؤكد وجود مجالات تشالكوجينيدي الفضة بين سلاسل من تشالكوجينيدي الكادميوم Nc.

استخدام المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر" كنظام نموذجي، كما هو مبين في الشكل 1(أ)، أثبتنا أن نتمكن من استخدام عملية تبادل Ag+ جزئي لتحويل التحديد جوانب على نصائح NR Ag2س. يتم وضع حد لأوجه2S Ag بأجندة الدوحة للتنمية، الذي يتفاعل مع إكسابه عبر فعل حمض-قاعدة على شكل ملح غير قابل للذوبان5. وهذا يسبب يغاندس أجندة الدوحة للتنمية إلى إزالته من جوانب2S Ag، مما يسبب لهم تلتحم مع بعضها البعض عند الاتصال ونموذج ربط سلاسل NR، كما هو مبين في الشكل 1(ب). للتأكد من ما إذا كان الفرد شمالي البحر الأحمر تنصهر فيها ضمن السلسلة أو هي ببساطة عقدت معا قوات فإن دير فالس، أجرى تحليل هرتيم في المناطق المشتركة. كما هو موضح في الشكل 1(ج)، هناك مجال متميزة في الاتصال الفوقي مع اثنين شمالي البحر الأحمر. ويكشف تحليل الاتحاد الفرنسي للتنس الصورة هرتيم (الإطار الداخلي الشكل 1(ج)) بوجود اثنين من ثوابت شعرية مختلفة التي يمكن أن تعزى إلى جوانب Ag2S (001) والأقراص المضغوطة. بالإضافة إلى ذلك، نقطة الطاقة المشتتة بالأشعة السينية ويبين التحليل الطيفي (EDX) في منطقة الربط مكاناً بارزا وجود Ag، وعدم وجود القرص المضغوط (الشكل 1(د))، الذي يعزز لدينا فكرة Ag2مقلوب S المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر" سدها عن طريق انصهار Ag2 S النطاقات. يمكن تصور الغلة والطبيعة الإحصائية لعملية الربط عن طريق رسم بياني (الشكل 1(ﻫ)) يظهر العدد قضبان مرتبطة ضمن سلسلة NR.
وأبلغت إليه لربط سابقا سابياساتشي et al. 5 وسوف لا يمكن وصفها بالتفصيل في هذا العمل. ولوحظ أن، دون إضافة إكسابه، لا ربط تجري كما هو مبين في الشكل 2(أ)، وفقا للرأي القائل بأن إضافة إكسابه يسبب يغاندس السطح الأصلي لنصيحة2S Ag للخروج. هذا ويمكن رؤية ذلك بوضوح في الشكل 2(ج)، كما يظهر الرسم البياني لرد الفعل نسبة كبيرة من واحد، غير مرتبط شمالي البحر الأحمر. قد يكون وجود dimers بسبب بقايا إكسابه خلفها من رد فعل التوليف NR، السماح لكمية صغيرة من ربط لتحدث. وبصرف النظر عن إكسابه، وجد أن تركيزات إنيو3 أيضا مهم للغاية، كما هو مبين في الشكل 2(ب)، حيث تم الحصول على سلاسل قصيرة فقط تحت تركيزات غير مثلى إنيو3. عندما يكون تركيز Ag+ المستخدمة منخفضة للغاية، يظهر الرسم البياني أن التوزيع كانت تعتمد اعتماداً كبيرا نحو أطوال سلسلة أقصر. والواقع أن ربط الإحصاءات الخاصة بسلاسل هو مبين في الشكل 2(ب) ميزة نسبة كبيرة من dimers، تليها مونومرات، كما هو مبين في الشكل 2(د).
بالإضافة إلى المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر"، نظهر أن Ag+-عملية الربط الوساطة يمكن أن تمتد إلى المصنف قدسي قدسي شمالي البحر الأحمر وجمعية الدراسات الكوكبيه، الذي يرد في الشكل 3(أ) و (ب)، على التوالي. في رد فعل الظروف الملخصة في الجدول 1، نظهر أننا يمكننا أن نحقق شبكات مماثلة السلاسل المصنف قدسي "قدسي شمالي البحر الأحمر" وجمعية الدراسات الكوكبيه، كما يتضح في الشكل 3(ج) و (د). كما هو الحال في حالة Ag2شمالي البحر الأقراص المدمجة المرتبطة S المصنف CdSe "الأحمر"، ترتبط جسيمات نانوية CdSe CdSe المصنف عبر Ag2Se وسيطة.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig1.jpg"> الشكل 1. توصيف لربط المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر"- (أ) ذات الدقة المنخفضة عرض الصورة تيم كتوليف المصنف قدسي NR الأقراص المدمجة. (ب) منخفضة الدقة صورة تيم عرض Ag2S مرتبط المصنف قدسي الأقراص المدمجة شمالي البحر الأحمر. (ج) الاستبانة تيم (هرتيم) صورة وحيدة مشتركة بين اثنين شمالي البحر الأحمر-اقحم هو سريع فورييه تحويل (FFT) الصورة هرتيم، وعرض نقطتين شعرية مختلفة ويعزى إلى الأقراص المدمجة و Ag2س. (د) تحليل EDX نقطة نقطة ربط واحدة، تؤكد تشكيلها ك Ag2س. (ه) الرسم البياني تبين توزيع عدد من شمالي البحر الأحمر كل سلسلة في عينة نموذجية من NR مرتبط. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig2.jpg"> الشكل 2 . نتائج الأحوال رد الفعل غير الأمثل. (أ) ال صورة المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر" مع نصائح2S Ag التي خضعت لإجراءات الربط، باستثناء أن تستخدم لا إكسابه. (ب) تيم صورة عرض سلاسل قصيرة من شمالي البحر الأقراص المدمجة المرتبطة S المصنف قدسي "الأحمر" جي2عند تركيز Ag+ ليس الأمثل. (ج) الرسم البياني يظهر أن معظم الأنواع الحالية هي واحد شمالي البحر الأحمر عندما إكسابه غائبا. (د) الرسم البياني تبين أنه عندما لم يتم تحسين تركيز Ag+ ، سلاسل قصيرة فقط موجودة. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig3.jpg"> الشكل 3 . امتداد لعملية الربط للنانو المصنف قدسي قدسي. (أ) منخفضة الدقة الصورة تيم عرض المصنف قدسي (ب) لووريسولوشن "تيم" قدسي شمالي البحر الأحمر. تصنيعه كصورة عرض الصورة المصنفة قدسي (ج) لووريسولوشن "ال" TPs قدسي. توليفها كعرض "شمالي البحر الأحمر" المصنف قدسي قدسي بعد ربط. (د) منخفضة الدقة الصورة تيم عرض TPs قدسي قدسي المصنف بعد ربط. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>نانوحبيبات</td>
			<td>تركيز للحل NC (مم)</td>
			<td>تركيز للحل Ag+ (مم)</td>
			<td>إثارة الوقت (ساعات)</td>
		</tr>
<tr>
<td>المصنف قدسي "اسطوانات شمالي البحر الأحمر"</td>
			<td>3</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>المصنف قدسي "قدسي شمالي البحر الأحمر"</td>
			<td>5</td>
			<td>0.8</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>المصنف قدسي قدسي TPs</td>
			<td>5</td>
			<td>0.6</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1. ملخص تركيزات التقريبي للحل NC والنائب العام+ الحل والوقت المطلوب إثارة.

Watch this Scientific Journal Video about Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures at JoVE.com

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

بروتوكول التفصيل كيف شكل متباين الكادميوم الغروية تشالكوجينيدي يمكن ربط نانوكريستالس تساهمي عبر عن جوانب نهاية يرد هنا.

جانبا إلى جانب ربط النانو تشالكوجينيدي شكل متباين الكادميوم غرواني

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

facet-to-facet-linking-shape-anisotropic-colloidal-cadmium

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

7.6K Views.  National University of Singapore. بروتوكول التفصيل كيف شكل متباين الكادميوم الغروية تشالكوجينيدي يمكن ربط نانوكريستالس تساهمي عبر عن جوانب نهاية يرد هنا.

Video: Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Single-molecule imaging is an important tool for understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the spatial and temporal heterogeneity of molecular behaviors that underlie cellular biology 1-4. To image an individual molecule of interest, it is typically conjugated to a fluorescent tag (dye, protein, bead, or quantum dot) and observed with epifluorescence or total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy. While dyes and fluorescent proteins have been the mainstay of fluorescence imaging for decades, their fluorescence is unstable under high photon fluxes necessary to observe individual molecules, yielding only a few seconds of observation before complete loss of signal. Latex beads and dye-labeled beads provide improved signal stability but at the expense of drastically larger hydrodynamic size, which can deleteriously alter the diffusion and behavior of the molecule under study.
Quantum dots (QDs) offer a balance between these two problematic regimes. These nanoparticles are composed of semiconductor materials and can be engineered with a hydrodynamically compact size with exceptional resistance to photodegradation 5. Thus in recent years QDs have been instrumental in enabling long-term observation of complex macromolecular behavior on the single molecule level. However these particles have still been found to exhibit impaired diffusion in crowded molecular environments such as the cellular cytoplasm and the neuronal synaptic cleft, where their sizes are still too large 4,6,7.
Recently we have engineered the cores and surface coatings of QDs for minimized hydrodynamic size, while balancing offsets to colloidal stability, photostability, brightness, and nonspecific binding that have hindered the utility of compact QDs in the past 8,9. The goal of this article is to demonstrate the synthesis, modification, and characterization of these optimized nanocrystals, composed of an alloyed HgxCd1-xSe core coated with an insulating CdyZn1-yS shell, further coated with a multidentate polymer ligand modified with short polyethylene glycol (PEG) chains (Figure 1). Compared with conventional CdSe nanocrystals, HgxCd1-xSe alloys offer greater quantum yields of fluorescence, fluorescence at red and near-infrared wavelengths for enhanced signal-to-noise in cells, and excitation at non-cytotoxic visible wavelengths. Multidentate polymer coatings bind to the nanocrystal surface in a closed and flat conformation to minimize hydrodynamic size, and PEG neutralizes the surface charge to minimize nonspecific binding to cells and biomolecules. The end result is a brightly fluorescent nanocrystal with emission between 550-800 nm and a total hydrodynamic size near 12 nm. This is in the same size range as many soluble globular proteins in cells, and substantially smaller than conventional PEGylated QDs (25-35 nm).

We describe the preparation of colloidal quantum dots with minimized hydrodynamic size for single-molecule fluorescence imaging. Compared to conventional quantum dots, these nanoparticles are similar in size to globular proteins and are optimized for single-molecule brightness, stability against photodegradation, and resistance to nonspecific binding to proteins and cells.

الكم النقاط المدمجة لواحدة جزيء التصوير

Single-molecule imaging is an important tool for  understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the  spatial and temporal ...

Engineering

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted significant interests across the research fields of materials science, physics, chemistry and biology. The key enabling technology is a liquid cell. We fabricate liquid cells with thin viewing windows through a sequential microfabrication process, including silicon nitride membrane deposition, photolithographic patterning, wafer etching, cell bonding, etc. A liquid cell with the dimensions of a regular TEM grid can fit in any standard TEM sample holder. About 100 nanoliters reaction solution is loaded into the reservoirs and about 30 picoliters liquid is drawn into the viewing windows by capillary force. Subsequently, the cell is sealed and loaded into a microscope for in situ imaging. Inside the TEM, the electron beam goes through the thin liquid layer sandwiched between two silicon nitride membranes. Dynamic processes of nanoparticles in liquids, such as nucleation and growth of nanocrystals, diffusion and assembly of nanoparticles, etc., have been imaged in real time with sub-nanometer resolution. We have also applied this method to other research areas, e.g., imaging proteins in water. Liquid cell TEM is poised to play a major role in revealing dynamic processes of materials in their working environments. It may also bring high impact in the study of biological processes in their native environment.

We have developed a self-contained liquid cell, which allows imaging through liquids using a transmission electron microscope. Dynamic processes of nanoparticles in liquids can be revealed in real time with sub-nanometer resolution.

الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded synthesis strategy is used in which spherical seeds of CdSe are prepared first using a hot-injection technique. By controlling the crystal structure of the seed to be either wurtzite or zinc-blende, the subsequent hot-injection growth of CdS off of the seed results in either a rod-shaped or tetrapod-shaped nanocrystal, respectively. The phase and morphology of the synthesized nanocrystals are confirmed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy, demonstrating that the nanocrystals are phase-pure and have a consistent morphology. The extinction coefficient and quantum yield of the synthesized nanocrystals are calculated using UV-Vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The rods and tetrapods exhibit extinction coefficients and quantum yields that are higher than that of the bare seeds. This synthesis demonstrates the precise arrangement of materials that can be achieved at the nanoscale by using a seeded synthetic approach.

A protocol for the seeded synthesis of rod-shaped and tetrapod-shaped multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe is presented.

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

توليف وتوصيف المواد الغروية Supramolecular

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Creating Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions in PDMS Microfluidic Chip via Self-Assembly Process of Colloidal Particles

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its transparency. Due to the softness of the PDMS material, however, it is challenging to use PDMS for building nanochannels. The channels tend to collapse easily during plasma bonding. In this paper, we present an evaporation-driven self-assembly method of silica colloidal nanoparticles to create nanofluidic junctions with sub-50 nm pores between two microchannels. The pore size as well as the surface charge of the nanofluidic junction is tunable simply by changing the colloidal silica bead size and surface functionalization outside of the assembled microfluidic device in a vial before the self-assembly process. Using the self-assembly of nanoparticles with a bead size of 300 nm, 500 nm, and 900 nm, it was possible to fabricate a porous membrane with a pore size of ~45 nm, ~75 nm and ~135 nm, respectively. Under electrical potential, this nanoporous membrane initiated ion concentration polarization (ICP) acting as a cation-selective membrane to concentrate DNA by ~1,700 times within 15 min. This non-lithographic nanofabrication process opens up a new opportunity to build a tunable nanofluidic junction for the study of nanoscale transport processes of ions and molecules inside a PDMS microfluidic chip.

We propose a simple self-assembly technique of silica colloidal nanoparticles to create a nanofluidic junction between two microchannels in polydimethylsiloxane (PDMS). Using this technique, a nanoporous bead membrane with a pore size down to ~45 nm was built inside a microchannel and applied to electrokinetic preconcentration of DNA samples.

إنشاء 50 نيوتن متر الفرعية علم الموائع النانوي المفارق في PDMS ميكروفلويديك رقاقة عن طريق عملية التجميع الذاتي من الغروية الجسيمات

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its ...

Self-assembling Morphologies Obtained from Helical Polycarbodiimide Copolymers and Their Triazole Derivatives

A facile method for the preparation of polycarbodiimide-based secondary structures (e.g., nano-rings, &#34;craters,&#34; fibers, looped fibers, fibrous networks, ribbons, worm-like aggregates, toroidal structures, and spherical particles) is described. These aggregates are morphologically influenced by extensive hydrophobic side chain-side chain interactions of the singular polycarbodiimide strands, as inferred by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. Polycarbodiimide-g-polystyrene copolymers (PS-PCDs) were prepared by a combination of synthetic methods, including coordination-insertion polymerization, copper(I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition (CuAAC) &#34;click&#34; chemistry, and atom transfer radical polymerization (ATRP). PS-PCDs were found to form specific toroidal architectures at low concentrations in CHCl3. To determine the influence of a more polar solvent medium (i.e., THF and THF/EtOH) on polymer aggregation behavior, a number of representative PS-PCD composites have been tested to show discrete concentration-dependent spherical particles. These fundamental studies are of practical interest to the development of experimental procedures for desirable architectures by directed self-assembly in thin film. These architectures may be exploited as drug carriers, whereas other morphological findings represent certain interest in the area of novel functional materials.

Here, we present a protocol to prepare and visualize secondary structures (e.g., fibers, toroidal architectures, and nano-spheres) derived from helical polycarbodiimides. The morphology characterized by both atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) was shown to depend on molecular structure, concentration, and the solvent of choice.

الأشكال التضاريسية الذاتي تجميع تم الحصول عليها من حلزوني Polycarbodiimide البوليمر ومشتقاتها التريازول

A facile method for the preparation of polycarbodiimide-based secondary structures (e.g., nano-rings, &#34;craters,&#34; fibers, looped fibers, fibrous ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully understood. We have traced the trajectories of individual nanoparticles using liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) to investigate the mechanism of the assembly process. Herein, we present the protocols used for liquid-cell TEM studies of the self-assembly mechanism. First, we introduce the detailed synthetic protocols used to produce uniformly sized platinum and lead selenide nanoparticles. Next, we present the microfabrication processes used to produce liquid cells with silicon nitride or silicon windows and then describe the loading and imaging procedures of the liquid-cell TEM technique. Several notes are included to provide helpful tips for the entire process, including how to manage the fragile cell windows. The individual motions of nanoparticles tracked by liquid-cell TEM revealed that changes in the solvent boundaries caused by evaporation affected the self-assembly process of nanoparticles. The solvent boundaries drove nanoparticles to primarily form amorphous aggregates, followed by flattening of the aggregates to produce a 2-dimensional (2D) self-assembled structure. These behaviors are also observed for different nanoparticle types and different liquid-cell compositions.

Here we introduce experimental protocols for the real-time observation of a self-assembly process using liquid-cell transmission electron microscopy.

خلايا السائل مجهر إلكتروني لتعقب التجميع الذاتي من جسيمات نانوية

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing in combination with new nanofabrication techniques. A plasmon is a quantum of charge density oscillation that lends nanoscale metals such as gold and silver unique optical properties. In particular, gold and silver nanoparticles exhibit localized surface plasmon resonances-collective charge density oscillations on the surface of the nanoparticle-in the visible spectrum. Here, we focus on the fabrication of periodic arrays of anisotropic plasmonic nanostructures. These half-shell (or nanocup) structures can exhibit additional unique light-bending and polarization-dependent optical properties that simple isotropic nanostructures cannot. Researchers are interested in the fabrication of periodic arrays of nanocups for a wide variety of applications such as low-cost optical devices, surface-enhanced Raman scattering, and tamper indication. We present a scalable technique based on colloidal lithography in which it is possible to easily fabricate large periodic arrays of nanocups using spin-coating and self-assembled commercially available polymeric nanospheres. Electron microscopy and optical spectroscopy from the visible to near-infrared (near-IR) was performed to confirm successful nanocup fabrication. We conclude with a demonstration of the transfer of nanocups to a flexible, conformal adhesive film.

We demonstrate the fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithographic techniques and discuss the importance of nanoplasmonic films.

تصنيع صفائف الدوري نانوكوب الذهب باستخدام الطباعة الحجرية غرواني

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Ligand Nano-cluster Arrays in a Supported Lipid Bilayer

Currently there is considerable interest in creating ordered arrays of adhesive protein islands in a sea of passivated surface for cell biological studies. In the past years, it has become increasingly clear that living cells respond, not only to the biochemical nature of the molecules presented to them but also to the way these molecules are presented. Creating protein micro-patterns is therefore now standard in many biology laboratories; nano-patterns are also more accessible. However, in the context of cell-cell interactions, there is a need to pattern not only proteins but also lipid bilayers. Such dual proteo-lipidic patterning has so far not been easily accessible. We offer a facile technique to create protein nano-dots supported on glass and propose a method to backfill the inter-dot space with a supported lipid bilayer (SLB). From photo-bleaching of tracer fluorescent lipids included in the SLB, we demonstrate that the bilayer exhibits considerable in-plane fluidity. Functionalizing the protein dots with fluorescent groups allows us to image them and to show that they are ordered in a regular hexagonal lattice. The typical dot size is about 800 nm and the spacing demonstrated here is 2 microns. These substrates are expected to serve as useful platforms for cell adhesion, migration and mechano-sensing studies.

We present a protocol to functionalize glass with nanometric protein patches surrounded by a fluid lipid bilayer. These substrates are compatible with advanced optical microscopy and are expected to serve as platform for cell adhesion and migration studies.

صالحة يجند نانو الكتلة في الدهن طبقة ثنائية المعتمدة

Currently there is considerable interest in creating ordered arrays of adhesive protein islands in a sea of passivated surface for cell biological ...

Bioengineering

Fabrication of Zero Mode Waveguides for High Concentration Single Molecule Microscopy

In single molecule fluorescence enzymology, background fluorescence from labeled substrates in solution often limits fluorophore concentration to pico- to nanomolar ranges, several orders of magnitude less than many physiological ligand concentrations. Optical nanostructures called zero mode waveguides (ZMWs), which are 100&#8722;200 nm in diameter apertures fabricated in a thin conducting metal such as aluminum or gold, allow imaging of individual molecules at micromolar concentrations of fluorophores by confining visible light excitation to zeptoliter effective volumes. However, the need for expensive and specialized nanofabrication equipment has precluded the widespread use of ZMWs. Typically, nanostructures such as ZMWs are obtained by direct writing using electron beam lithography, which is sequential and slow. Here, colloidal, or nanosphere, lithography is used as an alternative strategy to create nanometer-scale masks for waveguide fabrication. This report describes the approach in detail, with practical considerations for each phase. The method allows thousands of aluminum or gold ZMWs to be made in parallel, with final waveguide diameters and depths of 100&#8722;200 nm. Only common lab equipment and a thermal evaporator for metal deposition are required. By making ZMWs more accessible to the biochemical community, this method can facilitate the study of molecular processes at cellular concentrations and rates.

Described here is a nanosphere lithography method for parallel fabrication of zero mode waveguides, which are arrays of nanoapertures in a metal-clad glass microscopy coverslip for single molecule imaging at nano- to micromolar concentrations of fluorophores. The method takes advantage of colloidal crystal self-assembly to create a waveguide template.

تصنيع أدلة الموجة وضع الصفر لارتفاع تركيز المجهر جزيء واحد

In single molecule fluorescence enzymology, background fluorescence from labeled substrates in solution often limits fluorophore concentration to pico- to ...