Faceta a faceta vincular de forma anisotrópica cadmio coloidal calcógeno nanoestructuras
Summary
Un protocolo que detalla cómo forma anisotrópica cadmio coloidal calcógeno nanocristales pueden ser covalente a través de sus facetas de extremo se presenta aquí.
Abstract
Aquí, describimos un protocolo que permite de forma anisotrópica cadmio calcógeno nanocristales (NCs), como nanobarras (NRs) y tetrápodos (TPs), covalente y site-specifically vinculados a través de sus aspectos finales, dando como resultado polímeros como lineal o ramificado cadenas. El procedimiento de enlace comienza con un proceso de intercambio catiónico en la que las facetas de la final del calcógeno cadmio NCs se convierten primero a calcógeno plata. Esto es seguido por la eliminación selectiva de los ligandos en la superficie. Esto resulta en cadmio calcógeno NCs con calcógeno plata altamente reactivo extremo facetas que espontáneamente al con con mutuamente, estableciendo un apego de faceta a faceta entre partículas. A través de la juiciosa elección de las concentraciones de precursores, se puede producir una extensa red de NCs vinculados. Caracterización estructural de las NCs vinculados se lleva a cabo a través de baja y alta resolución microscopia electrónica de transmisión (TEM), así como energía-dispersivo espectroscopia de rayos x, que confirman la presencia de dominios de chalcogenide plata entre cadenas de cadmio calcógeno NCs.
Introduction
La Asamblea dirigida del semiconductor coloidal NCs ofrece un camino sintético para la fabricación de nanoestructuras cuyas propiedades fisicoquímicas sean la suma colectiva de o radicalmente diferentes de sus individuales de bloques NC1 , 2 , 3 , 4. entre los diversos enfoques para ensamblaje de nanopartículas, el método de accesorio orientada – en que NCs son esencialmente fusionados entre sí – está parado hacia fuera como uno que permite el acoplamiento electrónico entre partículas. Sin embargo, convencional accesorio orientado típicamente requiere el delicado equilibrio de la partícula dipolo, ligando y las interacciones solvente-basó que son generalmente difíciles de ejecutar y hacer aplicable a diferentes sistemas de NC.
Recientemente hemos desarrollado un método de química húmeda de unirse covalentemente a cadmio forma anisotrópica calcógeno NCs introduciendo un intermedio reactivo inorgánico a través de un proceso de nucleación sitio selectivo. Posteriormente, las partículas están unidas por la fusión espontánea de los reactivos inorgánicos dominios intermedios5. Aunque la técnica aún se basa en un mecanismo orientado a conexión, hay mucho menos necesidad de considerar las interacciones entre partículas débiles, permitiendo más flexibilidad y control. La vinculación de cadmio forma anisotrópica calcógeno NCs se lleva a cabo primera convirtiendo sus facetas de punta a calcógeno plata mediante un proceso de intercambio catiónico parcial (en solución); Esto es seguido por la remoción selectiva de ligandos apaciguando la superficie. El NCs luego vienen juntos a través de la fusión de las facetas de chalcogenide plata expuestos, resultando en asambleas de cadmio calcógeno NCs ligadas end-to-end.
En este protocolo, se demuestra que la vinculación técnica puede aplicarse a una variedad de cadmio forma anisotrópica calcógeno NCs (es decir, semillas de CdSe CdS NRs y sembrado de CdSe CdSe NRs o TPs), que rinde lineares largas cadenas NR o TP muy ramificado redes. Estos resultados sugieren que la técnica puede extenderse a una amplia variedad de formas de NC y chalcogenides metálicos susceptibles de intercambio de catión plata.
Protocol
Representative Results
Discussion
La vinculación técnica descrita en este trabajo permite cadmio forma anisotrópica calcógeno nanopartículas que pueden experimentar intercambio catiónico con Ag+ que se ensamblarán, faceta a faceta, en montajes como cadenas lineales o ramificadas redes. Fracaso para formar asambleas bien dispersos, extensa de nanopartículas enlazadas faceta a faceta suele ser debido a dos razones: () la ODPA no se dispersan bien en la solución que contiene NR, que puede ser abordada por sonicando la mezcla para la pres…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por JCO A * STAR Investigatorship conceder (proyecto Nº 1437 00135), A * STAR ciencia e Ingeniería Consejo Sector público financiación de la investigación (proyecto no. 1421200076) y un proyectos de investigación conjuntos de JSP-NUS conceden (WBS R143-000-611-133).
Materials
| Cadmium oxide (CdO), 99.5% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 90 % and 99% | Sigma Aldrich | Technical and analytical grade | |
| Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)2), 99.9% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Hexadecanediol (HDDO), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| 1-octadecene (ODE), 90% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Dodecylamine (DDA), 98% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Cadmium nitrate tetrahydrate ((CdNO3)2.4H2O), 98% | Sigma Aldrich | Highly toxic | |
| Myristic acid (MA), 99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Octyl phosphonic acid (OPA), 97% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Oleylamine (Oly), 70% | Sigma Aldrich | Technical grade | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), 95% | Sigma Aldrich | Toxic | |
| Selenium pellets (Se, 5 mm), 99.99% | Sigma Aldrich | Analytical grade | |
| Hexadecylamine (HDA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade, toxic | |
| n-tetradecylphosphonic acid (TDPA), 98% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Silver nitrate (AgNO3), 99.9% | Alfa Aesar | Analytical grade | |
| Oleic acid (OA), 90% | Alfa Aesar | Technical grade | |
| Tri-n-octylphosphine (TOP), 97% | Strem | Analytical grade, toxic, air sensitive | |
| n-hexylphosphonic acid (HPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 97% | Strem | Analytical grade | |
| Tellurium powder (Te), 99.9% | Strem | Air sensitive | |
| Tri-n-butylphosphine (TBP), 99% | Strem | Analytical grade, highly toxic, air sensitive | |
| Diisooctylphosphonic acid (DIPA), 90% | Fluka | Technical grade, toxic |
Referenzen
- Figuerola, A., et al. End-to-End Assembly of Shape-Controlled Nanocrystals via a Nanowelding Approach Mediated by Gold Domains. Adv. Mat. 21, 550-554 (2009).
- Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires. Science. 297, 237-240 (2002).
- Kim, D., Kim, W. D., Kang, M. S., Kim, S. -. H., Lee, D. C. Self-Organization of Nanorods into Ultra-Long Range Two-Dimensional Monolayer End-to-End Network. Nano Lett. 15, 714-720 (2015).
- Schliehe, C., et al. Ultrathin PbS Sheets by Two-Dimensional Oriented Attachment. Science. 329, 550-553 (2010).
- Chakrabortty, S., et al. Facet to facet Linking of Shape Anisotropic Inorganic Nanocrystals with Site Specific and Stoichiometric Control. Nano Lett. 16, 6431-6436 (2016).
- Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. On the Absorption Cross Section of CdSe Nanocrystal Quantum Dots. J Phys Chem B. 106, 7619-7622 (2002).
- Dabbousi, B. O., et al. (CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites. J Phys Chem B. 101, 9463-9475 (1997).
- Carbone, L., et al. Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Coilloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Grwoth Approach. Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).
- Shaviv, E., et al. Absorption properties of Metal-Semiconductor Hybrid Nanoparticles. ACS Nano. 5, 4712-4719 (2011).
- Lim, J., et al. Controlled Synthesis of CdSe Tetrapods with High Morphological Uniformity by the Persistent Kinetic Growth and the Halide-Mediated Phase Transformation. Chem Mat. 25, 1443-1449 (2013).
