Summary

Encapsulation en permeabiliteit Kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes

Published: August 16, 2012
doi:

Summary

We hebben plasma geassisteerde chemische damp depositie van dunne films, variërend van een paar nm tot enkele 100 nm op de nano-deeltjes van verschillende materialen te storten. We vervolgens etsen kernmateriaal holle nanocapsules waarvan permeabiliteit wordt geregeld door de dikte van het reservoir te produceren. We karakteriseren de doorlaatbaarheid van deze coatings aan kleine opgeloste stoffen en aantonen dat deze barrières kunnen vertraagde afgifte van het kernmateriaal te bieden over meerdere dagen.

Abstract

In dit protocol zijn core-shell nanostructuren gesynthetiseerd door plasma-geassisteerde chemische damp depositie. Wij produceren een amorfe barrière door plasmapolymerisatie van isopropanol op verschillende vaste substraten, zoals silica en kaliumchloride. Deze veelzijdige techniek wordt gebruikt om nanodeeltjes en nanopoeders behandelen met variërend van 37 nm tot 1 micron, door het afzetten van films met een dikte kan overal van 1 nm tot boven 100 nm. Ontbinding van de kern stelt ons in staat de studie van de mate van permeatie door de film. In deze experimenten hebben we bepalen diffusiecoëfficiënt KCl door de barrière film coaten KCL nanokristallen vervolgens controle van de ionische geleidbaarheid van de beklede deeltjes in water. Het primaire belang in dit proces is de inkapseling en vertraagde afgifte van opgeloste stoffen. De dikte van de schelp is een van de onafhankelijke variabelen waarmee we de controle van de snelheid van release. Het heeft een sterk effect op de snelheidvan de release, die stijgt van een zes uur durende release (wanddikte is 20 nm) om een ​​lange-termijn versie meer dan 30 dagen (wanddikte is 95 nm). Het afgifteprofiel toont een karakteristiek gedrag voor een snelle afgifte (35% van de uiteindelijke materiaal) in de eerste vijf minuten na het begin van de oplossing en een langzamere afgifte tot alle van de kern materialen komen.

Protocol

1. Voorbereiding van silica nanopartikels voor Deposition Te beginnen met droge silica poeder, de voorbereiding van de steekproef voor het coaten door eerst het elimineren van grote aggregaten. Was silica deeltjes (diameter van 200 nm, gekocht van Gel-Tec Corp) met ethanol (190 proof zuiver) en laat het monster onder een afzuigkap totdat al het vocht is verdampt met ethanol. Zeef deeltjes door een reeks metalen mazen (US # 100-400) om resterende agglomeraties breken. Plaats deelt…

Discussion

Een van de grootste uitdagingen in de coating nanodeeltjes is het bieden van een compatibele chemie tussen coating en het substraat 1,2. De methode beschreven heeft het voordeel dat het niet-specifieke materiaal. Plasma polymeren vertonen uitstekende hechting aan diverse substraten, waaronder harde metalen (figuur 2 (c)), kiezelaarde (figuur 2 (c)), silicium of zachte materialen (bijvoorbeeld polymeren) zonder speciale oppervlaktebehandeling 3 , 4,5. De techniek he…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd ondersteund door Grant No cbet-0651283 van de Amerikaanse National Science Foundation en Grant No 117041PO9621 van Advanced Cooling Technology.

Materials

Silica particles Geltech Inc.
Potassium chloride (crystals) EMD Chemicals Inc.
Isopropyl alcohol (99.9%) Sigma-Aldrich
Hydrofluoric acid (48-51%) VWR
Pipes and flanges Swagelok diameter of ¼ and 1 inch
roughing pump Edwards
liquid nitrogen trap A&N Corporation

References

  1. Xu, X., Asher, S. A. Synthesis and Utilization of Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic Crystals. Journal of the American Chemical Society. 126, 7940-7945 (2004).
  2. Lou, X., Archer, L., Yang, Z. Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications. Advanced Material. 20, (2008).
  3. Kim, D. J., Kang, J. Y., Kim, K. S. Coating of TiO2 Thin Films on Particles by a Plasma Chemical Vapor Deposition Process. Advanced Powder Technology. 21, 136-140 (2010).
  4. Marino, E., Huijser, T., Creyghton, Y., van der Heijden, A. Synthesis and Coating of Copper Oxide Nanoparticles Using Atmospheric Pressure Plasmas. Surface and Coatings Technology. 201, 9205-9208 (2007).
  5. Hakim, L., King, D., Zhou, Y., Gump, C., George, S., Weimer, A. Nanoparticle Coating for Advanced Optical, Mechanical and Rheological Properties. Advanced Functional Materials. 17, 3175-3181 (2007).
  6. Kim, S. H., Kim, J., Kang, B., Uhm, H. S. Superhydrophobic CFx Coating via In-Line Atmospheric RF Plasma of He-CF4-H2. Langmuir. 21, 12213-12217 (2005).

Play Video

Cite This Article
Shahravan, A., Matsoukas, T. Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles. J. Vis. Exp. (66), e4113, doi:10.3791/4113 (2012).

View Video