Uma técnica para funcionalizar e auto-montar macroscópicas Nanopartículas-ligante monocamada Films em substratos sem Modelo

A auto-montagem de filmes de nanopartículas macroscópicas tem atraído muita atenção devido às suas propriedades únicas determinado a partir da geometria e da composição dos elementos ⁵ e pode conduzir a uma ampla gama de aplicações ópticas, electrónicas e químicas ^6-14. Para auto-montar filmes nanopartículas metálicas niveladas com ligantes devem ser embalados em alta densidade, monocamadas. No entanto, vários problemas de montagem precisam ser abordadas para fazer avançar o desenvolvimento deste tipo de materiais.

Primeiro, surfactante estabilizado nanopartículas metálicas são tipicamente sintetizados por métodos em química húmida suspensões diluídas ^15. Para prevenir a agregação e para controlar o espaçamento interpartículas das nanopartículas em filmes, as nanopartículas têm de ser cobertas com conchas de ligando. Após as nanopartículas têm sido funcionalizado com ligandos as nanopartículas permanecem tipicamente em suspensões relativamente diluídas. A técnica é, em seguida, needed para auto-montar as nanopartículas em macroscópicas, de alta densidade, filmes monocamada ^{16, 17.}

¹⁸ fase Cheng et al. Transferido nanobastões de ouro usando poliestireno tiolada em uma suspensão tetra-água. O nanorods, onde, em seguida, re-suspensos em clorofórmio e uma gota foi colocado numa interface ar-água e evaporou-se, lentamente, a formação de películas de monocamada. Bigioni et al. ¹⁷ criado monocamadas macroscópicas de dodecanotiol tampado nanoesferas de ouro utilizando o excesso de ligante e rápida evaporação do solvente, mas as nanoesferas precisava ser transferido fase antes de auto-montagem.

Uma vez que as películas em monocamada são formados tipicamente eles precisam de ser transportados para um substrato. Mayya et al. ³ nanoesferas confinado em uma interface água-tolueno e transferiu-os em substratos sem modelo usando gradientes de tensão superficial. Da mesma forma, Johnson <em> et al. ⁴ suspensos nanoesferas de prata em excesso ligante e depois traduzido as nanopartículas até as paredes do frasco utilizando gradientes de tensão superficial de dois fluidos imiscíveis. Embora existam técnicas de montagem para tratar cada uma dessas questões a necessidade de técnicas mais eficientes é necessário para ajudar no desenvolvimento da produção cinematográfica de nanopartículas em grande escala.

Aqui demonstramos uma técnica simples e robusta, que combina os três problemas de auto-montagem descrito acima em que uma única técnica de "one-pot", mostrada na Figura 1. Água Um solvente orgânico miscível (por exemplo, tetra-hidrofurano, sulfóxido de dimeythl), é usado para primeiro rapidamente e eficientemente funcionalizar tiol-ligandos (por exemplo, tiol-alcano, tiol-eno, tiol-fenol) para as nanoparticulas de ouro (por exemplo, nanoesferas, nanorods, etc.) A mistura, em seguida, dirige a auto-montagem das nanopartículas em macroscópico, de alta densidade, monolayer filmes na interface ar-fluido, utilizando a separação das fases. Finalmente, as películas monocamada de nanopartículas formar em substratos isentos de modelo utilizando gradientes de tensão superficial da mistura de água / solvente orgânico, a Figura 2 e Figura 3.