Name: facet-to-facet linking of shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanostructures
Uploaded: 2017-08-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures at JoVE.com

Bu eser JCO A tarafından desteklendi * STAR Investigatorship vermek (Proje No 1437C 00135), A * STAR bilim ve mühendislik Araştırma Konseyi kamu sektörü finansman (Proje no. 1421200076) ve JSP'ler-NUS ortak araştırma projeleri hibe (ÇÇY R143-000-611-133).

1. hazırlık öncü hisse senedi çözümleri
<ol><li>
TOP-Se hisse senedi çözüm.
	<ol>
<li>Azot atmosferi torpidoda selenyum pellet 150 mL konik şişesi içine 11.84 g tartmak ve manyetik heyecan bar şişeye koyun.</li>
		<li>Tri-n-octylphosphine (üst) 100 mL konik şişeye ekleyin ve balon lastik septum ile mühür.</li>
		<li>Karışımı bir gecede 800 devir / dakikada ilave edin. Not: selenyum granül tam üst içine çözünmüş sonra TOP-Se hisse senedi (1,5 M) reaksiyonları daha fazla kullanılmaya hazır çözümdür.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
TOP-S hisse senedi çözüm.
	<ol>
<li>0.611 g kükürt tozu içine bir 20 mL tek yakalı yuvarlak alt şişesi (RBF) dışarı tartmak ve manyetik heyecan bar şişeye koyun.</li>
		<li>TOP 10 mL kükürt tozu ekleyin ve bir lastik septum ile RBF mühür. Azot atmosferi altında yerleştirin ve 800 devir / dakikada ilave edin.</li>
		<li>Bir kez kükürt tozu çözünmüş ve çözüm açıktır, TOP-S hisse senedi çözüm reaksiyonlar daha fazla kullanın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. CdSe kuantum nokta (QD) hisse senedi çözüm sentezi
<ol><li>
Wurtzite CdSe QDs. Not:5bakın.<ol>
<li>Tri-n-octylphosphine oksit (TOPO) 9 g, hexadecyl Amin (HDA) 6 g ve diisooctylphosphonic asit (DIPA) üç yakalı RBF 0.25 mL karıştırın. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve RBF delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın.<ol>
<li>Reflü kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile bir Schlenk hattına bağlayın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Çözüm için 800 rpm'de sürekli karıştırma altında 2 h 100 ° C'de degas.</li>
		<li>Ayrı ayrı, kadmiyum acetylacetonate (Cd(acac)2) 0,320 g, 0.570 g hexadecanediol (HDDO) ve 1-octadecene (ODE) 6 mL tek yakalı RBF içinde karıştırın. Manyetik heyecan çubuğu eklemek ve 2 120 ° C ve 800 devir/dakika s için bir yağ banyosu üzerinde karışımı sürekli karıştırma altında degas.</li>
		<li>2s için gaz giderme sonra üç yakalı RBF ile 345 ° c sıcaklık artışı Aynı anda, oda sıcaklığına kadar serin ve 4 mL TOP-Se stok çözeltisi için tek yakalı RBF eklemek kadmiyum habercisi karışım izin.</li>
		<li>345 ° c sıcaklık ulaştıktan sonra hızla tüm kadmiyum ve selenyum öncü çözüm üç yakalı RBF enjekte Isıtma manto hemen öncü çözüm enjekte sonra çıkarın ve ortam koşulları altında oda sıcaklığında soğumaya tepki karışım izin verin.</li>
		<li>15 mL toluen ham tepki karışıma ekleyin ve 2,240 x g. atma çökelti, 3 dk centrifuging tarafından sentezlenmiş QDs işlemek ve metanol aşırı kurtarılan süpernatant ekleyin. 2,325 x g 8 dk karisimin santrifüj kapasitesi ve süpernatant atın.</li>
		<li>5 mL toluen de daha fazla işleme döngüleri 30 mL metanol kullanarak QDs yağış ile dışarı taşımak QDs. dağıtmak, 2,240 x g 3 dk de süspansiyon santrifüj kapasitesi, süpernatant atmak ve 5 ml toluen QDs dağıtmak için çökelti ekleyin.<ol>
<li>İki devir işleminin en az bir miktar QDs dağıtmak (~ 2-3 mL), (bundan böyle QD hisse senedi çözüm olarak da adlandırılır) toluen ilave kullanım için.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Hisse senedi çözüm 20 µL alarak ve 3 mL toluen ekleyerek QDs konsantrasyonu çözümde belirlemek. 350 Absorbans ölçmek nm ve bilinen molar absorptivity 350 nm6' kullanarak toplama hesaplamak. Konsantrasyonu buna göre hesaba katmak hisse senedi çözüm seyreltme için ölçek. Not: Çözümün dinç karıştırma sağlamak için ve hemen sonra adım 2.1.5 çok boyutu-monodisperse QDs elde etmek için habercisi çözümde hızlı enjeksiyon Isıtma manto kaldırmak için önemlidir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Çinko-blende CdSe QDs. Not:7bkz.<ol>
<li>Kadmiyum oksit (CdO) 0.0384 g, miristik asit (MA) 0.137 g ve 5 mL gazel üç yakalı RBF içinde karıştırın. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve RBF delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın. Reflü kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile bir Schlenk hattına bağlayın. Kalan bağlantı noktası bir lastik septum ile kapatın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın.</li>
		<li>Çözüm, 800 RPM de sürekli karıştırma altında 90 ° C'de degas.</li>
		<li>Ayrı ayrı, 0.05 mL oleik asit (OA), oleylamine (OM) 0.5 mL ve gazel tek yakalı RBF 75 ° C'de sabit karıştırma altında ve 800 devir/dakika 2 mL karışımı degas.</li>
		<li>Kadmiyum öncü çözüm 250 ° c sıcaklık artışı ve 15 dk. gözlemlemek bir renk değiştirmek için çözüm için koyu kahverengi renksiz, kadmiyum myristate oluşumu gösteren korumak.</li>
		<li>90 ° C tepki karışıma serin ve ODE 12 mL ekleyin. 1 h için tekrar karışım degas.</li>
		<li>Oda sıcaklığına tepkisi karışımı soğumaya bırakın. Selenyum toz 0.012 g ekleyin ve 20 dakika karışımı degas.</li>
		<li>240 ° C N2altında tepki karışıma sıcaklık artışı. Değişmek--dan renksiz 150 ° C'de sarı ve turuncu-kırmızı bir renk gözlemlemek zb-CdSe QDs oluşumu belirten 240 ° C ulaşan üzerine.</li>
		<li>QDs 240 ° C'de 5 min için büyümek ve sonra oda sıcaklığında karışıma cool. OM, OA ve GAZEL degassed karışımı dropwise reaksiyon ekleyin. Çözüm için ortam koşulları altında oda sıcaklığında soğumaya bırakın.</li>
		<li>Sentezlenmiş QDs toplam hacmi yaklaşık 50 mL kadar aseton büyüme çözüm ekleyerek işlemek. 2,240 x g 3 dk de elde edilen süspansiyon santrifüj kapasitesi. Daha sonra süpernatant atmak.</li>
		<li>5 mL toluen de daha fazla işleme döngüleri dışarı taşımak QDs. dağıtmak için çökelti ekleyin: 30 mL metanol kullanarak QDs çökelti, süspansiyon 2,240 x g 3 dk de santrifüj kapasitesi, süpernatant atmak ve 5 ml toluen QDs dağıtmak.<ol>
<li>İki devir işleminin en az bir miktar QDs dağıtmak (~ 2-3 mL), (bundan böyle QD hisse senedi çözüm olarak da adlandırılır) toluen ilave kullanım için.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İşlenmiş nano tanecikleri 20 µL alarak ve 3 mL toluen ekleyerek CdSe QDs konsantrasyonu stok çözelti içinde belirlemek. 350 Absorbans ölçmek nm ve bilinen molar absorptivity 350 nm6' kullanarak toplama hesaplamak. Konsantrasyonu buna göre hesaba katmak hisse senedi çözüm seyreltme için ölçek. Not: başarılı bir sentez monodisperse QDs için selenyum toz tepki karışıma eklenir ve hiç bir şey yaptı boyun ve RBF yanağında sıkışmış sağlamak için çok önemlidir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. CD CdSe numaralı seribaşı NRs sentezi
Not:8bakın.
<ol><li>TOPO, 3 g, CdO 0,90 g, hexylphosphonic asit (HPA) 0,80 g ve octadecylphosphonic asit (ODPA) üç boyunlu 50 mL RBF 0.29 g karıştırın. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın.</li>
	<li>Reflü kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile bir Schlenk hattına bağlayın. Kalan bağlantı noktası bir lastik septum ile kapatın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın. RBF 150 ° c ısı ve degas, 800 RPM karıştırma ile 1,5 saat için bir vakum altında yerleştirin.</li>
	<li>10 mL TOP-S hisse senedi çözümde yer 1,8 mL tek boyunlu RBF ve kauçuk septum ile kapatın. Wurtzite CdSe QDs 80 nmol TOP-S içinde tolüen ekleyin ve daha sonra 70 ° C'de vakum altında toluen kaldırmak Çözüm başka bir 30 dk için 800 rpm'de karıştırma altında degas izin verin.</li>
	<li>Cd öncül altında azot içeren RBF yerleştirin ve sıcaklığı ile 350 ° c artırmak 320 ° C de kauçuk septum aracılığıyla RBF üst 1,8 mL ekleyin.</li>
	<li>350 ° c, w-CdSe QDs bir şırınga içeren TOP-S çözüm çizmek ve hızla Cd habercisi içeren RBF enjekte etmek. Devirde 800 NRs büyümesi için izin vermek için bir ek 6 min için heyecan için çözüm sağlar. Daha sonra Isıtma manto kaldırmak ve oda sıcaklığında ortam koşulları altında çözüm serin.</li>
	<li>NRs çözüm işlemek için 2 mL toluen büyüme ekleyin ve 50 mL santrifüj tüpüne tüm karışımı yerleştirin. 30 mL metanol ekleyin. Daha sonra elde edilen süspansiyon 2,240 x g 3 dk de santrifüj kapasitesi ve süpernatant atın.</li>
	<li>5 mL toluen de daha fazla işleme döngüleri dışarı taşımak NRs. dağıtmak için çökelti ekleyin: 30 mL metanol kullanarak NRs çökelti, süspansiyon 2,240 x g 3 dk de santrifüj kapasitesi, süpernatant atmak ve 5 ml toluen NRs dağıtmak.<ol>
<li>2-3 devir işleminin 5 mL toluen (bundan böyle NR hisse senedi çözüm olarak da adlandırılır) daha fazla kullanım için de NRs dağıtmak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Örnek TEM analiz için hazırlayın. 5<ol>
<li>Yer NR çözüm 300-kafes bakır ızgara üzerine bir damla elektron mikroskobu analiz için bir sürekli karbon film ile kaplı.</li>
		<li>Bir adsorbent kağıt fazlalık çözümüyle kaldırmak ve oda sıcaklığında örnek kuru.</li>
	</ol>
</li>
	<li>TEM görüntüleme (ve analiz) böylece ortalama hacmi NR ve CD NR başına mol sayısı belirlenebilir NR boyutlarını edinmek için gerçekleştirin.<ol>
<li>İşlenmiş NRs 20 µL alarak ve 3 mL toluen ekleyerek CdSe numaralı seribaşı CD NRs hisse senedi çözüm konsantrasyonu belirlemek. 350 Absorbans ölçmek nm ve bilinen molar absorptivity o (CD tarafından hakim olacağını kabul) dalga boyu9kullanarak NRs konsantrasyonu hesaplayın. Konsantrasyonu buna göre hisse senedi çözüm seyreltme için hesap için ölçek. Not: tipik bir sentezi için neredeyse % 100, çok az yan dallı yapıları gibi NRs verimidir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. CdSe numaralı seribaşı CdSe NRs sentezi
Not:8bakın.
<ol><li>CdO, HPA 0.1657 g, 0.1543 g, n-tetradecylphosphonic asit (TDPA) ve 3 g-in üç yakalı RBF TOPO Mix 1.035 g. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve RBF delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın. Reflü kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile bir Schlenk hattına bağlayın. Kalan bağlantı noktası bir lastik septum ile kapatın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın.</li>
	<li>150 ° c altında 800 RPM de sürekli karıştırarak 1,5 saat için çözüm degas.</li>
	<li>Ayrı ayrı, bir tek yakalı RBF mix 2 mL TOPSe stok çözeltisi ve (toluen içinde dağınık) w-CdSe QDs 10 nmol ve sabit bir yağ banyosu 800 devir/dakika ve 90 ° C üzerinde tüm toluen kaldırılana kadar karıştırma altında degas.</li>
	<li>Gaz Giderme sonra kadmiyum habercisi karışımı ile 340 ° c sıcaklık artışı Sıcaklık arttıkça, karmaşık kadmiyum-alkil phosphonic asit oluşumu gösteren çözümde, koyu kahverengi renksiz için değiştirmek bir renk gözlemlemek.</li>
	<li>Kadmiyum habercisi sıcaklığı 340 ° C ulaşır gibi hızla üst 1,8 mL karışım içine enjekte ve sıcaklığı 340 ° C'ye kurtarmak izin</li>
	<li>Bunun üzerine 320 ° c sıcaklık düşecek 340 ° C ulaştıktan sonra hızla üst-Se/CdSe QD karışımı 1,8 mL üç yakalı RBF enjekte 340 ° c kurtarma tepki çözüm ~ 3 dk önce Isıtma manto çıkarma ve ortam koşulları altında oda sıcaklığında soğumaya çözüm sağlayan Bu sıcaklıkta korumak.</li>
	<li>Reaksiyon sonra çözüm oda sıcaklığında soğuduktan, 2 mL toluen ekleyin ve tüm çözüm 50 mL santrifüj tüpü nakletmek. Santrifüj tüpü 50 ml metanol (% 99) ile kontör ve 2,240 x g 3 dk de elde edilen süspansiyon santrifüj kapasitesi. Daha sonra süpernatant atmak.</li>
	<li>5 mL toluen de daha fazla işleme döngüleri dışarı taşımak NRs. dağıtmak için çökelti ekleyin: 30 mL metanol (% 99) kullanarak NRs çökelti, süspansiyon 2,240 x g 3 dk de santrifüj kapasitesi, süpernatant atmak ve 5 ml toluen NRs dağıtmak.<ol>
<li>2-3 devir işleminin 5 mL toluen (bundan böyle NR hisse senedi çözüm olarak da adlandırılır) daha fazla kullanım için de NRs dağıtmak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yer NR çözüm 300-kafes bakır ızgara üzerine bir damla elektron mikroskobu analiz için bir sürekli karbon film ile kaplı. Bir adsorbent kağıt fazlalık çözümüyle kaldırmak ve oda sıcaklığında örnek kuru.</li>
	<li>TEM görüntüleme ve böylece ortalama hacmi NR ve CdSe NR başına mol sayısı belirlenebilir NRs boyutları elde etmek için çözümlemesi gerçekleştirin.<ol>
<li>Hisse senedi çözüm 20 µL alarak ve 3 mL toluen ekleyerek NRs konsantrasyonu çözümde belirlemek. 350 Absorbans ölçmek nm ve bilinen molar absorptivity dalga boyu6kullanarak toplama hesaplamak. Konsantrasyonu buna göre hesaba katmak hisse senedi çözüm seyreltme için ölçek. Not: tipik bir sentezi için çok az yan dallı yapıları gibi ile %100 NRs verim yakındır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. CdSe numaralı seribaşı CdSe TPs sentezi
Not: bkz:10.
<ol><li>CdO 0.43 g, OA 3.8 mL, 2,2 mL ODE ve 0.3 mL ilk üç yakalı RBF içinde karıştırın. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve RBF delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın. Reflü kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile bir Schlenk hattına bağlayın. Kalan bağlantı noktası bir lastik septum ile kapatın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın.</li>
	<li>90 ° c altında 800 RPM de sürekli karıştırarak 1 h için çözüm degas ve 265 ° c sıcaklık artışı 265 ° C sıcaklık ulaşır olarak değişiyor, kadmiyum oleat karmaşık oluşumu gösteren koyu kahverengi renksiz için belgili tanımlık eriyik rengini gözlemlemek.</li>
	<li>Sıcaklığı 50 ° C ile azaltmak ve 1.7 mL (ayrı olarak, 37 kHz ve 320 W, 0.316 g ilk 8 mL cam şişe içinde 2 ml Se tozu karışımı sonicating tarafından hazırlanmış) 2 M TOPSe ve hexadecyltrimethylammonium bromür (CTAB) 0.017 g ekleyin.</li>
	<li>Ayrı ayrı, GAZEL, 0.025 g CTAB, TOP, OA, 0.75 mL 0.5 mL ve çinko-blende CdSe (toluen içinde dağınık) QDs 100 nmol 7 mL üç yakalı RBF içinde karıştırın. Bir manyetik heyecan bar karışıma ekleyin ve RBF delinmiş kauçuk septum ile bir sıcaklık probu takın.<ol>
<li>Bir kondansatör RBF monte ve bir adaptör ile Schlenk hattına bağlayın. Kalan bağlantı noktası bir lastik septum ile kapatın. Tüm cam cam eklemleri de yüksek vakum gres uygulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Adım 5,4 90 ° C ve 800 RPM sabit tüm toluen kaldırılana kadar ~ 45 dk için karıştırma altında hazırlanan karışım degas.</li>
	<li>Çinko-blende CdSe QDs 260 ° c içeren tepki karışımı sıcaklık artışı 260 ° C sıcaklık ulaştığında, çinko-blende CdSe QDs 0.25 mL/dk bir şırınga pompa kullanarak bir enjeksiyon oranda içeren karışımı 8 mL kadmiyum habercisi çözeltisi ekleyin. Ek tamamlandıktan sonra ortam koşulları altında oda sıcaklığında soğumaya çözüm izin verin.</li>
	<li>Çözüm oda sıcaklığında soğuduktan sonra 50 mL santrifüj tüpü aktarın. TPs çökelti ve süspansiyon 1,340 x g 10 dk de santrifüj kapasitesi için aseton (% 99) 40 mL ekleyin. Daha sonra süpernatant atmak.</li>
	<li>5 mL toluen de onları dağıtmak için TPs çökelti için ekleyin. Döngüleri işlenmesi taşımak: 30 mL metanol (% 99) kullanarak TPs çökelti, süspansiyon 2,240 x g 3 dk de santrifüj kapasitesi, süpernatant atmak ve 5 ml toluen TPs dağıtmak.<ol>
<li>2-3 devir işleminin 5 mL toluen (bundan böyle TP hisse senedi çözüm olarak da adlandırılır) daha fazla kullanım için de TPs dağıtmak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yer TP çözüm 300-kafes bakır ızgara üzerine bir damla elektron mikroskobu analiz için bir sürekli karbon film ile kaplı. Adsorbent kağıt fazlalık çözümüyle kaldırmak ve oda sıcaklığında örnek kuru.</li>
	<li>TEM görüntüleme ve böylece ortalama hacmi TP ve TP başına CdSe mol sayısı belirlenebilir TPs boyutları elde etmek için çözümlemesi gerçekleştirin.<ol>
<li>Hisse senedi çözüm 20 µL alarak ve 3 mL toluen ekleyerek QDs konsantrasyonu çözümde belirlemek.</li>
		<li>350 Absorbans ölçmek nm ve bilinen molar absorptivity dalga boyu6kullanarak toplama hesaplamak. Konsantrasyonu buna göre hisse senedi çözüm seyreltme için hesap için ölçek. Not: tipik bir sentezi için TPs ödemesini ~ %80, bipods ve tripodlar ~ % 20 ile olmak.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. model harekete geçirmek ve taşınımı bağlama
<ol><li>
Dodecylamine (DDA) hisse senedi çözüm hazırlanması.
	<ol>
<li>DDA hisse senedi çözüm için 5 mL etanol de DDA 0,140 g ekleyerek hazırlayın. Belgili tanımlık eriyik vasıl 37 kHz ve 320 W ~ 5 min için DDA tamamen tasfiye edilir emin olmak için solüsyon içeren temizleyicide.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Katyon değişimi ve bağlama.
	<ol>
<li>NC (NR veya TP) uygun konsantrasyon, bir 1-mL solüsyon hazırlamak (bkz. Tablo 1). ODPA 6 mg NC çözüm için 1 mL ekleyin ve 10 dk 37 kHz ve 320 W. için solüsyon içeren temizleyicide</li>
		<li>Ayrı ayrı, 1 mL DDA hisse senedi çözüm ve Ag+ çözüm uygun toplama, 1 mL karışımı (bkz. Tablo 1) bir şişe içinde. Bir manyetik heyecan çubuğu ekleyin ve şiddetle 800 devir / dakikada çözüm karıştırın.</li>
		<li>Karıştırma, NC çözüm 1 mL şişe için ekleyin ve Tablo 1' de listelenen gibi reaksiyon zamanı, karşılık gelen tutarı için devam etmek izin verir.</li>
		<li>Reaksiyon sonunda, karıştırma durdurmak ve faz-ayrı çözümü sağlar. Ayıklamak ve alt sulu katmanı kaldırın. 5 mL metanol de şişeyi 2,240 x g de 3 dk santrifüj NCs. çökelti organik katman ekleyin.</li>
		<li>Santrifüjü sonra süpernatant atın ve 1 mL toluen ürün daha fazla karakterizasyonu için yeniden dağıtmak için ekleyin. Not: Farklı malzeme için farklı fiyatlara katyon değişim reaksiyon oluşur. Tablo 1 altında diğer malzeme ve türleri Morfoloji bağlantılı nanoyapıların sentezi sentez koşullar kümesi özetlenmiştir. NC çözüm (1 mL), sulu Ag+ çözüm (1 mL) ve etanol DDA çözüm (1 mL) ve ODPA (6 mg) miktarı eklendi hacmi tutulur aynı, yukarıda, tepkiler her kümesi için belirtildiği gibi.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<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>

Biz ifşa etmek bir şey yok.

Bu çalışmada açıklanan bağlama tekniği katyon değişim katılması için Ag+ ile geçirmek için şekil-Yönbağımlı kadmiyum chalcogenide nano tanecikleri için derlemeler doğrusal zincir veya dallı ağlar gibi model model sağlar. Model model bağlantılı nano tanecikleri iyi dağınık, geniş derlemelerinin oluşturmak için başarısız olduğunu sık sık iki nedenlerden dolayı: (i) ODPA değil karışımı için öngörülen sonicating tarafından ele de NR içeren çözümünde, dağınık süreyi iletişim kuralında ayrıntılı; ya da (II) Ag+ konsantrasyon kullanılan uygun olmayan. Kullanılan Ag+ konsantrasyonu çok düşük olduğunda, kadmiyum chalcogenide nano tanecikleri çoğunu katyon değişimi, ( Temsilcisi sonuçlarıaçıklandığı gibi) az veya hiç bağlantı kaynaklanan tabi olmayan. Kullanılan Ag+ konsantrasyonu çok yüksek olduğunda, Ag2S formun bağlama üzerine şiddetli toplama sonuçlanan her parçacık üzerinde birden çok etki alanı.
Model model şekil-Yönbağımlı inorganik nano tanecikleri bağlama için yaklaşımımız şu anda ba *-exchange hafif tepki altında Ag+ veya (Bu çalışmada gösterilmez) Cu+ ile geçirmek için metal chalcogenide nano tanecikleri ile sınırlıdır koşullar. Çabaları sentetik stratejimizin bağlanabilir inorganik maddeler repertuar genişletmeye devam etmektedir. Biz daha önce için model-tarafı derlemeler daha da ba * Satım işlemleri uygulayabilir ve diğer yarı iletken Malzeme Into onların bağlantılı mimarisi5koruyarak dönüştürülebilir nanopartikül bağlantılı gösterdi. Bu değişikliğin bağlama yordamı, rağmen daha sıkıcı, önemli ölçüde tarafı bağlı derlemeler birleştirdi yarı iletken Nanomalzemeler çeşitliliği genişletebilirsiniz.
Bağlantılı yarıiletken nano tanecikleri derlemelerinin birleştirilmiş model model olduğundan, onlar elektronik olarak birbirine birleştiğinde. Bu büyük bir sorun yarıiletken nano tanecikleri çevreleyen ligandlar yalıtım ile yoksul şarj taşıma nerede Optoelektronik, çözüm işlenen gibi uygulamalar için avantajlı olabilir. Daha fazla çalışma opto-elektronik cihazlarda etkin malzeme olarak bağlantılı yarıiletken nano tanecikleri derlemelerinin etkinliğini değerlendirmek için gerekli olacaktır.

Kolloidal yarı iletken NCs yönlendirilmiş Meclisi fizikokimyasal özellikleri de aynıdır nanoyapıların imalatı için sentetik bir yol ya da kökten farklı toplu sum onların bireysel NC yapı taşları1 sunar , 2 , 3 , 4. interparticle elektronik bağlantı için izin veren bir yöntem odaklı ekin - hangi NCs aslında birbiriyle kaynaşmış - nanopartikül montaj için çeşitli yaklaşımlar arasında çıkmaktadır. Ancak, geleneksel odaklı eki genellikle parçacık dipol-, ligand - ve çalıştırıp farklı NC sistemleri için geçerli yapmak genellikle zor solvent bazlı etkileşimleri hassas Dengeleme gerektirir.
Biz son zamanlarda kovalent bir reaktif inorganik orta bir site seçici çekirdekleşme sürecinde tanıtarak şekil-Yönbağımlı kadmiyum chalcogenide NCs katılma ıslak-kimyasal yöntem geliştirdik. Parçacıklar daha sonra reaktif inorganik ara etki alanları5spontan füzyon tarafından bağlanır. Teknik hala bir odaklı eki mekanizması dayanmasına rağmen böylece daha fazla esneklik ve kontrol için izin zayıf interparticle etkileşimleri düşünmeye daha az gerek yoktur. Şekil-Yönbağımlı kadmiyum chalcogenide NCs bağlama ilk onların ipucu esaslarını (çözüm) içinde; bir kısmi katyon değişim süreci ile gümüş chalcogenide dönüştürerek yapılır Bu yüzey pasivasyon ligandlar seçici kaldırma tarafından takip ediyor. NCs sonra birlikte maruz gümüş chalcogenide esaslarını füzyon kadmiyum chalcogenide bağlı olan NCs derlemelerde kaynaklanan uçtan uca, gel.
Bu protokol için biz bağlama tekniği için a değişiklik-in şekil-Yönbağımlı kadmiyum chalcogenide NCs (Yani, CD NRs CdSe numaralı seribaşı ve CdSe numaralı seribaşı CdSe NRs veya TPs), verimli uzun doğrusal NR zincirler veya çok dallı TP uygulanabilir göstermek ağlar. Bu sonuçlar tekniği çok çeşitli NC şekiller ve metal chalcogenides gümüş katyon Exchange'e mükellef için Genişletilebilir öneririz.

<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

Burada, polimer gibi ortaya çıkan şekil-Yönbağımlı kadmiyum chalcogenide nanocrystals (NCs), nanorods (NRs) ve omurgalı (TPs), gibi kovalent ve site-specifically onların sonu esaslarını bağlanmasını sağlar bir protokol tarif doğrusal veya dallı zincirleri. Hangi bir katyon değiştirme işlemi ile bağlama yordam başlar NCs ilk gümüş chalcogenide için dönüştürülmüş kadmiyum chalcogenide son yönleriyle. Bu onların yüzeyde ligandlar seçici kaldırma tarafından takip ediyor. Kadmiyum chalcogenide NCs büyük ölçüde reaktif gümüş chalcogenide son kendiliğinden üzerine sigorta özellikleri ile her diğer, böylece interparticle model model ek oluşturma iletişim ile sonuçlanır. Akıllıca bir seçim habercisi konsantrasyonları bağlantılı NCs geniş bir ağ üretilebilir. Yapısal bağlantılı NCs karakterizasyonu düşük ve yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu ile (TEM), yanı sıra gümüş chalcogenide etki alanları zincirleri arasında varlığını doğrulamak enerji dağıtıcı x-ışını spektroskopisi gerçekleştirilir Kadmiyum chalcogenide NCs.

CD NRs CdSe numaralı seribaşı modeli sistemi şekil 1(bir)içinde gösterildiği gibi kullanarak, biz biz özellikle Ag2S. NR ucunda esaslarını dönüştürmek için kısmi bir Ag+ değişim işlemi kullanabilirsiniz gösterdi Ag2S esaslarını ODPA ile çözünmeyen tuz5oluşturmak için bir asit-baz reaksiyonu tepki DDA tarafından şapkalı. Bu Ag2S esaslarını kaldırılacak DDA ligandlar neden olur onları birbirleriyle temas üzerine ve forma sigorta neden bağlı NR zincirleri, şekil 1(b)gösterildiği gibi. Bireysel NRs zinciri içinde erimiş ya da sade bir şekilde birlikte Van der Waals Kuvvetleri tarafından tutulur olup olmadığını tespit etmek için eklem bölgelerinde HRTEM analiz gerçekleştirilmiştir. Şekil 1(c)gösterildiği gibi orada iki NRs ile Epitaksiyel temas farklı bir etki alanı olur. HRTEM görüntü ( Resim 1(c)iç metininin) FFT analizi (001) Ag2S yönleriyle ve CD Ayrıca atfedilen, enerji dağıtıcı x-ışını gelin iki farklı örgü sabitleri varlığını ortaya koymaktadır. bağlantı bölgesindeki spektroskopisi (EDX) analiz belirgin Ag varlığı ve Ag2S uçlu CdSe numaralı seribaşı CD Ag2 füzyon köprü NRs bizim kavramı doğruluyor Cd (şekil 1(d)), yokluğu gösterir S etki alanları. NR zinciri içinde bağlı çubukları sayısını gösteren bir çubuk grafik (Resim 1(e)) ile verim ve bağlama işlemini istatistiksel niteliği görüntülenmeyecektir.
Bağlama için bir mekanizma daha önce Sabyasachi vd tarafından bildirildi 5 ve ayrıntılı olarak bu eser açıklanan değil. Bu ODPA ek, hiçbir bağlantı içinde Şekil 2(a), ODPA yanı sıra yerel yüzey ligandlar dökülmek için Ag2S ucunun neden olan görünüm uygun olarak görüldüğü yer alır, görülmektedir. Reaksiyon için histogram tek, büyük bir kısmı gösterdiği gibi bu açıkça Şekil 2(c)görülebilir ölçümden NRS geldi. Dimer varlığı gerçekleşmesi için linking küçük bir miktar izin ODPA NR sentezi tepki arta kalan nedeniyle olabilir. ODPA bir yana, AgNO3 konsantrasyon da Şekil 2(b)gösterildiği gibi nerede sadece kısa zincirler AgNO3uygun olmayan konsantrasyonları altında elde edilmiştir son derece önemli olduğu anlaşıldı. Kullanılan Ag+ konsantrasyonu çok düşük, histogram dağıtım ağır daha kısa zincir uzunlukları doğru ağırlıklı gösterir. Gerçekten de, Şekil 2(b) şekil içinde Şekil 2(d)görüldüğü gibi monomerleri tarafından takip dimer, önemli bir oranda gösterilen zincirleri bağlantı istatistiklerini.
CdSe numaralı seribaşı CD NRs ek olarak biz gösteriyor ki Ag+-aracılı bağlama işlemini uzatılabilir numaralı seribaşı için CdSe CdSe NRs ve TPs, hangi şekil 3(a) ve (b), sırasıyla gösterilir. Tablo 1' de özetlenen tepki koşullar altında biz benzer zincirleme ağlarını CdSe NRs CdSe numaralı seribaşı ve TPs, elde edebilirsiniz şekil 3' te olarak gösterdiğimiz(c) ve (d). Ag2CdSe numaralı seribaşı CD NRs S bağlantılı durumunda olduğu gibi CdSe numaralı seribaşı CdSe nano tanecikleri Ag2yolu ile Se ara ürün bağlıdır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig1.jpg"> Şekil 1. Karakterizasyonu bağlantılı CD NRs CdSe numaralı seribaşı. (a) düşük çözünürlüklü TEM görüntü gösteren olarak-CD NR CdSe numaralı seribaşı sentezledim. (b) AG2S bağlantılı CdSe numaralı seribaşı CD NRs. (c) yüksek çözünürlüklü TEM (HRTEM) görüntü tek bir iki NRs. iç metin arasında ortak gösterilen düşük çözünürlüklü TEM bir Fast Fourier Transform (iki farklı kafes noktalar gösterilen FFT) HRTEM görüntünün görüntüdür CD ve Ag2S. (d) noktası EDX analiz kompozisyon (e) tipik bir bağlantılı NR örnek zinciri başına NRs sayısı dağılımını gösteren çubuk grafik olarak Ag2S. onaylayan bir tek bağlantı noktasında atfedilen. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig2.jpg"> Resim 2 . Uygun olmayan reaksiyon koşulları sonuçlarını. (a) TEM görüntüsü CdSe numaralı seribaşı CD NRs yok ODPA kullanıldı istisna ile bağlama yordamı uygulandı Ag2S ipuçları ile. (b) TEM görüntü Ag+ konsantrasyon değil optimize edildi Ag2CdSe numaralı seribaşı CD NRs S bağlantılı kısa zincirler gösteriliyor. (c) ODPA eksik olduğunda mevcut türlerin çoğu tek NRs olduğunuzu gösteren çubuk grafik. (d) Ag+ konsantrasyon optimize edilmemiş olduğunda sadece kısa zincirler mevcut olduğunu gösteren çubuk grafik. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56009/56009fig3.jpg"> Şekil 3 . Bağlama işlemini CdSe numaralı seribaşı CdSe taşınımı için uzantısı. (a) düşük çözünürlüklü TEM görüntüsü olarak sentezlenmiş CdSe numaralı seribaşı CdSe NRs. TEM (b) Low-resolution görüntü olarak sentezlenmiş (c) Low-resolution CdSe numaralı seribaşı CdSe TPs. TEM görüntü CdSe numaralı seribaşı CdSe NRs bağladıktan sonra gösterilen gösterilen gösterilen. (d) düşük çözünürlüklü TEM görüntü CdSe numaralı seribaşı CdSe TPs bağladıktan sonra gösterilen. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56009/56009fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>Nanopartikül</td>
			<td>Konsantrasyon NC çözüm (mM)</td>
			<td>Konsantrasyon Ag+ çözüm (mM)</td>
			<td>Zaman karıştırarak (saat)</td>
		</tr>
<tr>
<td>CD NRs CdSe seribaşı</td>
			<td>3</td>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>CdSe CdSe NRs seribaşı</td>
			<td>5</td>
			<td>0.8</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>CdSe CdSe TPs seribaşı</td>
			<td>5</td>
			<td>0,6</td>
			<td>0,5</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1. NC çözüm ve Ag Yaklaşık konsantrasyonları özetini+ Çözüm ve gerekli heyecan verici zaman.

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

Nasıl şekil Anizotropik kolloidal kadmiyum ayrıntılı bir protokol chalcogenide nanocrystals kovalent onların sonu esaslarını yolu ile bağlantılı olabilir burada sundu.

Model model şekil-Yönbağımlı kolloidal kadmiyum Chalcogenide taşınımı bağlama

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 Görüntüleme.  National University of Singapore. Nasıl şekil Anizotropik kolloidal kadmiyum ayrıntılı bir protokol chalcogenide nanocrystals kovalent onların sonu esaslarını yolu ile bağlantılı olabilir burada sundu.

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.

Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları

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

Mühendislik

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.

Sıvı Hücre Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanarak Sıvılarda Malzemelerin Dinamik Süreçler Revealing

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 ...

Kimya

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.

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

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.

Kolloidal Parçacıkların Öz-Montaj Süreci yoluyla PDMS mikroakışkan Chip Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions oluşturma

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.

Sarmal polikarbodiimidden Kopolimer ve Bunların Triazole Türevleri elde edilen kendinden montaj morfolojileri

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.

Hücre içi sıvı iletim elektron mikroskobu nano tanecikleri, kendinden montajlı takibi için

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.

Kolloidal litografi kullanarak periyodik altın Nanocup dizilerin imalatı

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.

Bir Desteklenen lipit iki tabakalı içinde Ligand Nano küme Diziler

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

Biyomühendislik

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.

Yüksek Konsantrasyonlı Tek Moleküllü Mikroskopi için Sıfır Mod Dalga Kılavuzlarının İmalatı

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