1352507 -이 물질은 CHE 아래에있는 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해 지원 작업에 기초한다.

금 나노 입자의 합성 (1) <ol><li> 글러브 박스에서 금 소금의 무게와 부피 플라스크에 물을 희석하기 전에 이전에 왕수로 세척 유리 병에 추가 할 수 있습니다. 금 스톡 용액 100 ㎖의 물에 1 mM의 금 (III) 클로라이드 트리 히드 레이트 (393.83 g / 몰)을 준비한다. </li><li> 용해는 약 60 ° C로 25 ml의 물에 3.2 g의 고체 CTAC (320g / mol) 및 열을 단다. 실온으로 냉각시키고, 0.2 M 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드 (CTAC)을 제조 메스 플라스크에 물 50 ㎖의 혼합물로 희석. </li><li> 1mM의 금 용액 20 ㎖, 60 ℃로 설정된 오일 욕에 플라스크 장소 끓는 환저 내부 CTAC 0.2 M 용액 20 mL를 섞는다. 10 분 동안 혼합 할 수 있습니다. </li><li> 금 / CTAC 용액 (1 몰비 1) 고체 보란 t- 부틸 아민 (86.97 g / mol)을 30 분 동안 교반을 할 수 1.7 mg을 추가합니다. 참고 : 해결 방법은 진한 빨간색을 설정해야합니다. 생성 된 용액을 금 입자 concentrati있다약 5 μM의에 한번에 개월 동안 저장 될 수 있거나, 반응의 다음 단계에 바로 사용 하였다. </li></ol> 실버 2. 코팅 <ol><li> 실버 쉘 코트에 나노 입자를 정확한 시약의 양을 사용합니다. 쉘은 반도체 쉘의 크기와 모양에 대한 템플릿을 제공합니다. 정확한 시약 금액은은 입자의 핵을 방지하는 데 도움이 될 것입니다. </li><li> 제 cm 3에서, 코어의 볼륨을 산출하고, 금의 농도를 이용하여 입자 당 질량으로 변환한다. 예를 들어, 코어의 볼륨을 산출하는, 1767.15 내지 (3)의 용적을 15 nm의 직경을 갖는 구형의 나노 입자를 가정하고 3 (1.77 × 10 -18 cm 3) 형상으로 변환. 입자 당 질량 (3.41 × 10 17)를 계산하기 위해 금 (19.3 cm 3)의 밀도 볼륨을 곱하십시오. <ol><li> 5.3 μM 금 나노 입자 용액 10 ㎖, P는 5.30 X 10-8 몰 사용기사는 존재한다. 몰 질량 곱하기 용액 (1.04 X 10-5 g) 금의 존재 질량을 계산하기 위해 제공한다. (3.06 × 106 (11)) 본 금 입자의 개수를 발견 입자 당 질량 용액 금의 질량을 나눈다. </li><li> (6.41을 cm 3 (8.18 × 10 18cm 3)에, 5 nm의 쉘 두께를 갖는 나노 입자의 체적을 계산하고 코어 나노 입자 (1.77 × 10 -18 cm 3) 쉘 양을 결정하기 위해 볼륨으로부터이를 빼기 × 10 -18). 금 입자의 수와 실버의 밀도 (2.33 × 10 -4)을 곱하여은 질량이 볼륨을 변환합니다. 1-10 nm 범위 내의 셀 두께가 본 연구에 사용한다. </li><li> 5 나노 쉘 반경 (2.33 × 10 -4)에 필요한 은의 몰 실버의 질량을 변환합니다. 이 값으로부터, 4.0 mM의 질산은 540 μL) 용액 (F)의 필요한 양을 계산금의 양은 출발 용액 (10 ㎖)에 이용. </li></ol></li><li> 4.0 mM의 AGNO 3 (169.87 g / mol)을 5 ml의 물에 솔루션을 준비합니다. 70 ℃ 오일 욕에 20 mM의 용액을 만들기 위해 아스코르브 산 스톡 금 나노 입자를 10 ml의 혼합. </li><li> 드롭 현명한 금과 아스 코르 빈산 용액은 용액을 추가하고 반응이 2 시간 동안 교반 할 수 있습니다. 참고 : 반응은 반응의 과정을 통해 어두운 오렌지 (두꺼운 껍질) 빛 오렌지 (얇은 껍질)을 설정합니다. </li><li> 10 분 동안 21,130 XG에서 나노 입자를 원심 분리기와 깨끗한 물에 재 분산. 베어 금 나노 입자 또는 형성되었을 수 있습니다 실버 나노 입자의 제거에 도움 펠렛 나노 입자에서 뜨는을 가만히 따르다. </li></ol> 실버 황화물에 쉘 3. 변환 <ol><li> 실험에 사용 된 전단은 1 몰비 : 200 원소 황을 단다. 금 /의 Ag 코어 쉘 10 ㎖를 들어입자는 5nm 쉘, 올레 일 아민 3 ㎖를 10 ㎖의 톨루엔에 올레산 1.5 ml에 용해. <ol><li> 10 분 동안 21,130 XG에서 원심 분리를 통해, 실버 콜로이드를 집중하고 1 ml의 물에 분산. 주의 :이 단계는 실버 쉘 형성시 유기층을 수층으로부터 추출의 효율을 높일 수. </li></ol></li><li> , 콜로이드 추가 드롭 현명한 황 용액에 1 시간 동안 교반. 참고 : 황화 완성에 간다이 솔루션은 보라색 (두꺼운 껍질)에 진한 파란색 (얇은 껍질)을 설정합니다. </li><li> 반응 액으로부터 물과 미 반응의 황을 제거하기 위해 2 시간 동안 교반 한 후 10 분 동안 4,000 XG에 콜로이드 용액을 원심 분리기. 필요한 경우, 초음파 깨끗 톨루엔으로하는 나노 입자를 재 분산. <ol><li> 톨루엔에 분산하기 위해 30 초 분 1을위한 목욕 초음파기의 나노 입자를 초음파 처리. 참고 : 초과 올레 일 아민 또는 올레산산성 용액으로부터 떨어질 수 있고, 백색 고체의 용액을 경사 분리하여이 단계 후에 제거 될 수있다. </li></ol></li></ol> 4. 양이온 교환 <ol><li> 카드뮴의 0.2 M 용액을 제조하는 1 ml의 메탄올에 금속 질산염을 용해 시켜서 금속 전구체를 확인 (NO 3), 아연 (NO 3). 주 : 0.8 M 용액을 용액에 메탄올의 양을 감소시키는 두꺼운 껍질을 위해 사용될 수있다. <ol><li> 실버 1 몰비 : 1 황화은 껍질 나노 입자 금속 용액을 혼합한다. 질소 분위기 하에서 아연 쉘에 대한 카드뮴 쉘 50 ° C, 65 ° C까지 가열한다. </li></ol></li><li> 금속 전구체 1 몰 비율 : 500 트리 부틸 포스 핀을 추가한다. 반응 시간은 카드뮴에 대한 2 시간, 아연 20 시간이다. </li><li> 형성되었을 수있는 절연 CD 나의 ZnS 나노 입자를 제거하기 위해 10 분 동안 21,130 × g으로 원심 분리로 정제 하였다. 펠렛 nanopart 분산이러한 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등 깨끗한 비극성 용매에 icles. </li></ol> 올레 일 아민 5. 리간드 교환 <ol><li> 원심 분리 튜브에서 톨루엔 콜로이드 용액에 1.5 배량의 비율로 에탄올 나노 입자 용액을 혼합한다. 10 분 동안 4,000 XG에 원심 분리기는 나노 입자를 펠렛합니다. </li><li> 에탄올과 고체 입자를 수집 한 번 더 원심 분리기로 나노 입자를 씻으십시오. 주 : 입자는이 단계에서 저장된 있지만 에탄올 제거하여 응집을 방지 할 필요가 될 수있다. </li><li> 쉘에 언 바운드 양이온 사이트를 통해 표면에 친 핵성 결합 그룹과 리간드 바인딩. 11 mercaptoundecanoic 산 및 3,4- 디아 미노 산성 나노 입자의 수​​용성을두고 해당 분자이다. <ol><li> 큰 초과 네이티브 올레산 분자보다 약 10 배 더 높은 농도의 리간드 용액에 나노 입자를 분산. 실온에서 O 입자를 교반vernight 잔류 올레산 분자의 변위를 허용합니다. </li><li> 10 분 동안 4,000 XG에 용액을 원심 분리기. 고체 나노 입자를 수집하기 위해 10 분 한 번 이상 4,000 XG에 메탄올과 원심 분리기와 펠렛 입자를 씻으십시오. </li></ol></li></ol>

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금 나노 입자 고품질 코어 쉘 나노 입자를 보장하기 위하여, 금 나노 입자의 단 분산 샘플 먼저 주형으로 합성되어야한다. 28,29,30 우리 대신 올레 일 아민 출장의 장쇄 급 아민 출장하는 나노 입자를 생성하는 금 나노 입자 합성 개질 나노 입자. 올레 일 아민 캡핑 된 나노 입자는 단 분산의 크기 범위를 나타내는 다소 좁은 플라즈몬 공명을 보여 주지만, 입자는 tert- 부...

금과은 나노 입자가 포토닉스, 1 태양 전지, 2 촉매, 3 화학 / 생물 감지, 4 생체 이미징, 5, 광 역학 치료를 포함하여 응용 프로그램의 다양한 미래 기술 진보에 대한 가능성. 6 표시 여기에서 있고, 표면 전자에 진동 할 수 있습니다 가시 스펙트럼에서 입사 방사선을 집중하기 위해 이용 될 수있는 국소 표면 플라즈몬 공명 (SPR)으로 알려진 공진을 형성한다. 최근, 귀금속 나노 입자 강화 및 조정 가능한 기능으로 하이브리드 나노 입자를 생산하는 반도체 자성 나노 입자와 결합되어있다. 이러한 Ouyang 등. 9 Chen 등. (10)에 의해 수행 된 연구로 7,8 최근 문학을, 보여 주었다 하이브리드 종의 균일 성이 입자의 합성 만 제한 제어 가능성으로 인해 가능금 나노 입자의 크기 분포 및 성장의 각 단계에서의 물리적 특성과 결합 된 광학 특성의 부족으로 배합. Zamkov 등은. 쉘 형성에 비슷한 균일 성을 보여하지만, 단 하나의 쉘 두께는 완전히 나노 입자 주위에 형성되지 않는 몇 가지 껍질, 다른 코어 크기로 사용 하였다. 이들 나노 입자를 효과적으로 활용하기 위해, 정확한 광학 응답이 알려 져야 쉘 두께의 다양한 특징으로한다. 쉘의 두께보다 정밀 최종 하이브리드 종 이상 높은 제어 결과를 주형으로 단 분산, 수용성 금 입자의 사용을 통해 달성 될 수있다. 코어와 쉘 사이의 상호 작용으로 인해 반도체 물질의 소량과 골드 코어에 근접에 흡수 또는 방출 속도에 제한 강화를 표시 할 수 있습니다. 대신 쉘과 금 입자에있는 반도체 사이의 상호 작용, 쉘은 사용 될 수 있습니다스페이서 (D)는 외부 발색단 사이의 거리를 한정한다. 이는 11 플라즈몬 동안의 공간적 분리를 통해 상위 제어 있도록, 금속 표면에 직접 접촉의 결과를 무효화. 표면 플라스 몬 공명 및 발색단 제조 여기자 간의 전자적 상호 작용의 정도는 직접 상호 작용의 금속과 반도체의 종 사이의 거리는 표면 환경 강도 상관된다. 12 종보다 더 먼 거리로 분리 될 때 25 나노는 두 개의 전자 상태가 교란을 유지하고 광학 응답은 변경되지 않습니다. 입자가 더 친밀한 접촉을하고 (비 방사성 속도 향상 또는 삼림 공명 에너지 전송을 통해 모든 여기 에너지의 담금질이 발생할 수 있습니다 때 13 강한 커플 링 정권이 지배 FRET). 결합 강도 14,15 조작 튜닝 일까지발색단 금속 나노 입자 사이의 전자 간격뿐만 긍정적 인 효과가 발생할 수있다. 나노 흡광 계수는 나노 입자가 훨씬 더 효과적으로 입사광을 집중할 수 있도록, 대부분의 발색단보다 큰 크기 순서 일 수있다. 나노 입자의 증가 여기 효율을 활용하여 발색단 높은 여기 비율을 초래할 수있다. 여기 다이폴 12 커플 링과 같은 비 복사 속도가 영향을받지 않는 경우, 양자 수율을 증가시킬 수있는 발색단의 방출 속도를 증가시킬 수있다. (12) 이러한 효과 때문에 국소 표면 상태의 존재에 금과 상기 반도체 층으로부터 전하 추출의 용이성이 증가 흡수 단면적 용이 태양 전지 또는 증가 흡광도 필름, 태양 광 효율성을 초래할 수있다. 12,16 이것 연구는 또한 AF로 플라즈몬의 결합 강도에 대한 유용한 정보를 제공 할 것입니다거리의 기름 부음. 국소 표면 플라즈몬 널리 인해 로컬 환경 플라즈몬 공명의 감도 (17) 및 검출 (18) 감지 애플리케이션에서 사용되어왔다. 크로닌은 외., 금 나노 입자의 첨가로 개선 될 수있다 이산화 티탄 박막의 촉매 효율을 나타내었다. 시뮬레이션은 활성의 증가가 계속해서 여기자 생성 속도를 증가 티오 2에서 생성 된 여기자와 플라즈몬 전기장의 커플 링에 의한 것으로 나타났다. Schmuttenmaer이 외. 보였다 19하는 염료 감응 형 (DSSC)의 효율이 태양 전지 금 / SiO2를 / 이산화 티탄 집계의 결합으로 개선 될 수있다. 응집체는 넓은 주파수 범위에서 광 흡수를 증가 넓은 국부적 표면 플라즈몬 모드의 생성을 통해 흡수를 향상시킨다. 20을 리튬 등 다른 문헌한다. 관찰정상 상태의 형광 강도의 형광 수명 D 상당한 감소뿐만 아니라 거리 의존성 개선이 단일의 CdSe / 인 ZnS 양자점의 직접 결합과 단일 금 나노 입자를 통해 관찰 하였다. (21)이 플라즈몬 향상을 최대한 활용하기 위해 존재 두 종 사이의 일련의 거리와 물리적 결합을 위해 필요합니다. 하이브리드 나노 입자의 합성 Jiatiao 외., 유니폼 가변 쉘 두께를 생성하기 위해 양이온 교환을 통해 금 나노 입자로 코팅 된 반도체 물질로하는 방법을 설명했다. 쉘 두께가 균일했지만 금 템플릿은 매우 단 분산하지 않았다. 이 입자에 입자 따라서 결합력에서 금 비율 반도체 변경된다. 이러한 코어 쉘 나노 입자의 광학 특성에 9 심층 연구 reprod을 개발하기 위해 수행되었다ucible 합성 방법. 이전 방법에 의한 금 나노 입자의 크기가 불균일로 확장 플라즈몬 공명과 샘플을 생성 할 수 유기계 나노 입자 합성에 의존한다. 금 나노 입자의 합성은 변형 된 수성 장기간 안정성 및 재현성 단 분산 금 나노 입자 템플릿을 제공 할 수있다. 수용성 계면 활성제, 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드 인해 주변 세틸 트리메틸 암모늄 클로라이드 분자의 긴 탄소 사슬 사이의 상호 작용으로 나노 입자 표면에 이중층을 형성한다. (22)이 두께 표면층 나노 입자 표면에 대한 액세스를 과잉 계면 활성제를 제거 할 수 있도록주의 세정이 필요 하지만, 나노 입자의 크기 및 형태를 통해 더 높은 제어를 제공 할 수있다. (23)은 쉘의 수성 첨가 쉘 두께 및 광학 특성들 사이의 더욱 친밀한 관계 선도 높은 정밀도로 제어 할 수있다. (23) 아스코르브 AC 통해 느리게 감소ID는 용액에은 나노 입자의 형성을 방지하기 위해 매우 정밀한 것으로 은염의 첨가를 필요로 금 표면에은을 증착하는데 이용된다. 세 번째 단계는 황 과량은 유기상에 첨가되어야하고, 수성 나노 입자의 상 전이가 발생할 필요로한다. 캡 핑제 및 나노 입자 균일 상전이에 처치 모두로서 작용할 수있는 유기 캡핑 화제 및 올레산과 같은 올레 일 아민을 첨가 비정질 황화은 쉘 나노 입자 주위에 형성 할 수있다. 9,24 농도 이러한 분자들은이 단계에서 나노 입자의 응집을 방지하기에 충분히 높아야하지만, 너무 과잉의 정제를 어렵게 할 수있다. 트리 부틸 포스 핀 및 금속 질산염 (CD, 또는 납 아연)의 존재하에 설파이드 비정질 쉘 내부 양이온 교환을 행할 수있다. 반응 온도는 금속 (9)의 재 활성화를위한 다른 수정해야임의의 과잉의 황 개별 양자점의 형성을 감소시키기 위해 제거되어야한다. 합성의 각 단계는 나노 입자의 표면 환경의 변화에​​ 따라서 플라즈몬의 변화로 인해 유전체 필드 주위에 플라즈몬 주파수 의존성을 관찰한다 대응한다. 투과 전자 현미경 (TEM) 특성의 함수로서 광 흡수 병렬 연구는 나노 입자의 특성을 이용 하였다. 이 합성 절차는 현미경 및 분광 데이터로부터 더 나은 상관 관계를 제공하고, 잘 조절하고 균일 한 샘플을 우리에게 제공 할 것입니다. 형광 발색단과 커플 링 금속 표면 플라즈몬과 형광 물질 사이에 간격이 유전체 층을 적용하는 것은, 금속으로 만들어진 여기자의 비 방사성 에너지 전달에 의한 손실을 감소시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 이격 층은 형광 물질과 사이의 거리 의존성의 연구에 도움이 될 수있다금속 표면 플라즈몬 공명. 우리는 유전체 이격 층으로서 하이브리드 나노 입자 반도체 쉘을 사용하는 것을 제안한다. 쉘 두께는 2 nm 내지 정확한 거리 관계 실험이 수행 될 수 있도록 20 nm의 범위의 두께로 나노 미터 정밀도로 조정될 수있다. 쉘은 거리 또한 유전율 대역 전자 장치에도 결정 격자 매개 변수뿐만 아니라 제어를 허용 카드뮴, 납 또는 아연 양이온 S, SE 및 테 음이온으로 조정될 수있다.

<table><tbody><tr><td>MilliQ Water</td><td>Millipore</td><td>Millipore water purification system</td><td>water with 18 M&amp;#937; resistivity was utilized in all experiments</td></tr><tr><td>Gold(II) chloride trihydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520918</td><td>used as gold precursor for nanoparticle synthesis</td></tr><tr><td>Cetyl trimethyl ammonium chloride (CTAC)</td><td>TCI America</td><td>H0082</td><td>used as surfactant for gold nanoparticles</td></tr><tr><td>Borane tert butyl amine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>180211</td><td>used as reducing agent for gold nanoparticles</td></tr><tr><td>Silver nitrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>204390</td><td>used as silver source for shell application</td></tr><tr><td>Ascorbic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A0278</td><td>used as reducing agent for silver shell application</td></tr><tr><td>Sulfur powder</td><td>Acros</td><td>199930500</td><td>used as sulfur source for silver sulfide shell conversion</td></tr><tr><td>Oleylamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O7805</td><td>used as surfactant for silver sulfide shell conversion</td></tr><tr><td>Oleylamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td>used as surfactant for silver sulfide shell conversion</td></tr><tr><td>cadmium nitrate tetrahydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>642405</td><td>used as cadmium source for cation exchange</td></tr><tr><td>zinc nitrate hexahydrate</td><td>Fisher Scientific</td><td>Z45</td><td>used as zinc source for cation exchange</td></tr><tr><td>11-Mercaptoundecanoic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>450561</td><td>used as water soluable ligand during ligand exchange</td></tr><tr><td>3,4-diaminobenzoic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D12600</td><td>used as water soluable ligand during ligand exchange</td></tr><tr><td>UV-Vis absorption spectrophotometer</td><td>Cary</td><td>50 Bio</td><td>used to monitor absorption spectrum of colloidal solutions</td></tr><tr><td>JEOL TEM 2100</td><td>JEOL</td><td>2100</td><td>used to analyze size of synthesized nanoparticles. TEM grids were purchased from tedpella</td></tr><tr><td>FTIR spectrophotometer</td><td>Perkin Elmer</td><td>Spec 100</td><td>used to monitor chemical compostion of nanoparticle surface after ligand exchange.&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

synthesis, characterization, and functionalization of hybrid au/cds and au/zns core/shell nanoparticles

플라즈몬 나노 인해 가시 스펙트럼에 걸쳐 동조 될 수있는 그들의 쉽게 수정할 표면 높은 표면적과 큰 흡광 계수를 광 수확 애플리케이션 매력적인 재료이다. 광학 천이 플라즈몬 향상에 대한 연구로 인해 변화시키는 가능성 및 분자 염료 또는 양자점 인근 발색단의 광 흡수 또는 방출 특성을 향상 경우에 인기를 끌고있다. 전자 상태 전이에 관여 증가 흡수 및 방출 속도 선도를 교란 발색단의 여기 쌍극자와 플라즈몬 캔 부부의 전기장. 이러한 개선은 중요한 두 종의 공간 배열을, 에너지 전달기구에 의해 가까운 거리에서 무효화 될 수있다. 궁극적으로, 플라즈몬 태양 전지의 광 수확 효율의 향상, 따라서 낮은 비용의 장치를 얇게로 이어질 수 있습니다. developm하이브리드 코어 / 쉘 입자의 엔트는이 문제에 대한 해결책을 제공 할 수 있습니다. 금 나노 입자와 발색단 사이에 유전체 스페이서를 추가 여기자 플라즈몬 결합 강도를 제어함으로써 플라즈몬 이익과 손실의 균형을 제안하는 방법이다. 금의 코팅에 대한 자세한 절차는 제시 CD와의 ZnS 반도체 껍질 나노 입자. 나노 입자는 코어 금 입자 및 외부 발색단의 플라즈몬 강화에 더 정확한 조사 있도록 쉘 종 모두 사이즈 제어와 높은 균일 성을 나타낸다.

세 가지 다른 계면 활성제와 금 나노 입자의 흡수 스펙트럼 정규화는도 1에 도시되어있다. 이용 활성제 올레 일 아민, 테트라 데실 트리메틸 암모늄 클로라이드 (TTAC) 및 trimetyl 세틸 암모늄 클로라이드이다. CTAC 및 TTAC 활성제 좁은 플라즈몬 공명 흡수 피크를 나타낸다. 환원제의 양뿐만 아니라 FWHM하지만 생성 된 ?...

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Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

합성, 특성 및 하이브리드 금 / CD 및 금 /은 ZnS 코어 / 쉘 나노 입자의 작용 화

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

synthesis-characterization-functionalization-hybrid-aucds-auzns

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

18.2K 조회수.  University of North Carolina at Charlotte. The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

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Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are encapsulated in polystyrene-block-poly(acrylic acid) (PSPAA) shells and then used as monomers for their self-assembly. Spherical PSPAA micelles upon acid treatment are known to assemble into cylindrical micelles. Exploiting this tendency, the core-shell nanoparticles are induced to aggregate, coalesce, and then transform into long chains. When more than one type of nanoparticles are used, random and block &#8220;copolymers&#8221; of nanoparticles can be obtained. Detailed procedures are reported for the PSPAA encapsulation of nanoparticles, homo- and co-polymerization of the core-shell nanoparticles, separation and purification of the resulting nanoparticle chains. Transformations of single-line chains into double- and triple-line chains are also presented. The synergy between the polymer shell and the embedded nanoparticles leads to an unusual chain-growth polymerization mode, giving long nanoparticle chains that are distinct from the products of the traditional step-growth aggregation process.

Using Polystyrene-block-polyacrylic acid-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We report protocols for &#8220;polymerizing&#8221; various types of polymer-encapsulated metal nanoparticles into long chains of &#8220;homo-&#8220; and &#8220;co-polymers&#8221;.

폴리스타이렌을 사용하여<em&gt; 블록</em&gt; 폴리 (아크릴산) 및 이들의 단독 중합체는 공중합 용 단량체로 피복 된 금속 나노 입자

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

연구

화학

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol is presented. This compound can be used to effectively reduce and complex metal salts into metal core nanoparticles coated with the compound. By controlling the concentrations of salt and silane one is able to control reaction rates, particle size, and nanoparticle coating. The effects of these changes were characterized through transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis spectrometry (UV-Vis), Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A unique aspect to this reaction is that usually silanes hydrolyze and cross-link in water; however, in this system the silane is water-soluble and stable. It is known that silicon and amino moieties can form complexes with metal salts. The silicon is known to extend its coordination sphere to form penta- or hexa-coordinated species. Furthermore, the silanol group can undergo hydrolysis to form a Si-O-Si silica network, thereby transforming the metal nanoparticles into a functionalized nanocomposites.

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-2-aminoethyl-3-aminosilanetriol

A novel method for metal core nanoparticle synthesis using a water stable silanol is described.

영가 코어 금속 나노 입자의 생성은 사용 N- (2- 아미노 에틸) -3- aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of ...

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.

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

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to neutral gold Au(0) by reducing agents, such as sodium citrate or sodium borohydride. The extension of this method to decorate iron oxide or similar nanoparticles with gold nanoparticles to create multifunctional hybrid Fe2O3-Au nanoparticles is straightforward. This approach yields fairly good control over Au nanoparticle dimensions and loading onto Fe2O3. Additionally, the Au metal size, shape, and loading can easily be tuned by changing experimental parameters (e.g., reactant concentrations, reducing agents, surfactants, etc.). An advantage of this procedure is that the reaction can be done in air or water, and, in principle, is amenable to scaling up. The use of such optically tunable Fe2O3-Au nanoparticles for hyperthermia studies is an attractive option as it capitalizes on plasmonic heating of gold nanoparticles tuned to absorb light strongly in the VIS-NIR region. In addition to its plasmonic effects, nanoscale Au provides a unique surface for interesting chemistries and catalysis. The Fe2O3 material provides additional functionality due to its magnetic property. For example, an external magnetic field could be used to collect and recycle the hybrid Fe2O3-Au nanoparticles after a catalytic experiment, or alternatively, the magnetic Fe2O3 can be used for hyperthermia studies through magnetic heat induction. The photothermal experiment described in this report measures bulk temperature change and nanoparticle solution mass loss as functions of time using infrared thermocouples and a balance, respectively. The ease of sample preparation and the use of readily available equipment are distinct advantages of this technique. A caveat is that these photothermal measurements assess the bulk solution temperature and not the surface of the nanoparticle where the heat is transduced and the temperature is likely to be higher.

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

다기능 하이브리드 철<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; 효율적인 플라즈몬 난방을위한 -Au 나노 입자

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

공학

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature solvents. These coordinating ligands help solubilize and stabilize the nanoparticles while in solution, and can influence the resulting size and reactivity of the nanoparticles during their formation. Despite the ubiquity of using ligands during synthesis, the presence of aliphatic ligands on the nanoparticle surface can result in a number of problems during the end use of the nanoparticles, necessitating further ligand stripping or ligand exchange procedures. We have developed a way to synthesize cadmium sulfide (CdS) nanoparticles using a unique sulfur copolymer. This sulfur copolymer is primarily composed of elemental sulfur, which is a cheap and abundant material. The sulfur copolymer has the advantages of operating both as a high temperature solvent and as a sulfur source, which can react with a cadmium precursor during nanoparticle synthesis, resulting in the generation of ligand free CdS. During the reaction, only some of the copolymer is consumed to produce CdS, while the rest remains in the polymeric state, thereby producing a nanocomposite material. Once the reaction is finished, the copolymer stabilizes the nanoparticles within a solid polymeric matrix. The copolymer can then be removed before the nanoparticles are used, which produces nanoparticles that do not have organic coordinating ligands. This nascent synthesis technique presents a method to produce metal-sulfide nanoparticles for a wide variety of applications where the presence of organic ligands is not desired.

Herein we present a method to synthesize ligand-free cadmium sulfide (CdS) nanoparticles based on a unique sulfur copolymer. The sulfur copolymer operates as a high temperature solvent and a sulfur source during the nanoparticle synthesis and stabilizes the nanoparticles after the reaction.

황 합체 매트릭스 내의 자유 리간드의 CDS 나노 입자의 합성

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise composition of these materials is essential, especially in the design of surface catalysts, where the surface concentration of the active component determines the activity of the material. Antimicrobial materials which utilize nanoparticles are a particular focus of this technology. Recently swell encapsulation has emerged as a technique for inserting antimicrobial nanoparticles into a host polymer matrix. Swell encapsulation provides the advantage of localizing the incorporation to the external surfaces of materials, which act as the active sites of these materials. However, quantification of this nanoparticle uptake is challenging. Previous studies explore the link between antimicrobial activity and surface concentration of the active component, but this is not directly visualized. Here we show a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of CdSe/ZnS nanoparticles can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging. Using this method, we can quantify the uptake of nanoparticles via swell encapsulation and measure the surface concentration of encapsulated particles, which is key in optimizing the activity of functional materials.

Here we present a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of cadmium selenide quantum dots can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging.

직접 형광 이미징을 사용하여 나노 입자 - 고분자 복합 재료의 고급 성분 분석

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a challenge, as it requires asymmetric growth of symmetric crystals. Here, we report a distinctive synthesis of substrate-bound Au nanowires. This template-free synthesis employs thiolated ligands and substrate adsorption to achieve the continuous asymmetric deposition of Au in solution at ambient conditions. The thiolated ligand prevented the Au deposition on the exposed surface of the seeds, so the Au deposition only occurs at the interface between the Au seeds and the substrate. The side of the newly deposited Au nanowires is immediately covered with the thiolated ligand, while the bottom facing the substrate remains ligand-free and active for the next round of Au deposition. We further demonstrate that this Au nanowire growth can be induced on various substrates, and different thiolated ligands can be used to regulate the surface chemistry of the nanowires. The diameter of the nanowires can also be controlled with mixed ligands, in which another &#34;bad&#34; ligand could turn on the lateral growth. With the understanding of the mechanism, Au nanowire-based nanostructures can be designed and synthesized.

We report a solution-based method to synthesize substrate-bound Au nanowires. By tuning the molecular ligands used during the synthesis, the Au nanowires can be grown from various substrates with different surface properties. Au nanowire-based nanostructures can also be synthesized by adjusting the reaction parameters.

활성 표면 성장 메커니즘을 통해 기판 바인딩된 Au 나노 와이어의 합성

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented herein. The novel strategy is based on a facile one-pot pyrolysis treatment of cobalt (II) acetylacetonate and nitrogen-rich organic precursors under Ar atmosphere at 800 &#176;C, resulting in the formation of Co- and N- co-doped carbon nanotube with earthworm-like morphology. The obtained catalyst was found to have a high density of defect sites, as confirmed by Raman spectroscopy. Here, cobalt (II) nanoparticles were stabilized on the atomically dispersed cobalt- and nitrogen-doped carbon nanotubes. The catalyst was confirmed to be effective in the catalytic hydrolysis of ammonia borane, in which the turnover frequency was 5.87 mol H2&#183;molCo-1&#183;min-1, and the specific hydrogen generation rate was determined to be 2447 mL H2&#183;gCo-1&#183;min-1. A synergistic function between the Co nanoparticle and the doped carbon nanotubes was proposed for the first time in the catalytic hydrolysis of ammonia borane reaction under a mild condition. The resulting hydrogen production with its high energy density and minimal refueling time could be suitable for future development as energy sources for mobile and stationary applications such as road trucks and forklifts in transport and logistics.

Here, we present a protocol to synthesize Co nanoparticles supported on carbon nanotubes with Co- and N- dopants for hydrogen productions.

도핑 된 Co 및 N 원자를 갖는 탄소 나노 튜브에지지 된 금속 나노 입자의 합성 및 수소 생산에서의 촉매 응용

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented ...

플라즈몬 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

Aqueous Synthesis of Plasmonic Gold-Tin Alloy Nanoparticles

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have potential applications in catalysis, optoelectronics, imaging, and drug delivery. Previously, methods for producing alloy nanoparticles have been time-consuming, require complex reaction conditions, and can have inconsistent results. The outlined protocol first describes the synthesis of approximately 13 nm Au nanoparticle seeds using the Turkevich method. The protocol next describes the reduction of Sn and its incorporation into the Au seeds to generate Au-Sn alloy nanoparticles. The optical and structural characterization of these nanoparticles is described. Optically, prominent localized surface plasmon resonances (LSPRs) are apparent using UV-visible spectroscopy. Structurally, powder X-ray diffraction (XRD) reflects all particles to be less than 20 nm and shows patterns for Au, Sn, and multiple Au-Sn intermetallic phases. Spherical morphology and size distribution are obtained from transmission electron microscopy (TEM) imaging. TEM reveals that after Sn incorporation, the nanoparticles grow to approximately 15 nm in diameter.

저자 스포트라이트: 합성 및 원소 혼합 발전을 위한 지속 가능한 나노 물질 설계

Here, the synthesis of gold (Au) seeds is described using the Turkevich method. These seeds are then used to synthesize gold-tin alloy (Au-Sn) nanoparticles with tunable plasmonic properties.

플라즈모닉 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have ...

합성, 특성 및 하이브리드 금 / CD 및 금 /은 ZnS 코어 / 쉘 나노 입자의 작용 화

요약

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폴리스타이렌을 사용하여

영가 코어 금속 나노 입자의 생성은 사용 N- (2- 아미노 에틸) -3- aminosilanetriol

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

다기능 하이브리드 철

황 합체 매트릭스 내의 자유 리간드의 CDS 나노 입자의 합성

직접 형광 이미징을 사용하여 나노 입자 - 고분자 복합 재료의 고급 성분 분석

활성 표면 성장 메커니즘을 통해 기판 바인딩된 Au 나노 와이어의 합성

도핑 된 Co 및 N 원자를 갖는 탄소 나노 튜브에지지 된 금속 나노 입자의 합성 및 수소 생산에서의 촉매 응용

플라즈모닉 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

플라즈모닉 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성