Summary

Innkapsling og Permeabilitet Kjennetegn på Plasma polymerisert Hollow Partikler

Published: August 16, 2012
doi:

Summary

Vi har brukt plasma forbedret kjemisk damp avsetning for å deponere tynne filmer som spenner fra noen få nm til flere 100 nm på nano-størrelse partikler av ulike materialer. Dernest etch kjernen materiale til å produsere hule nanoshells som permeabilitet styres av tykkelsen av skallet. Vi karakterisere permeabilitet disse beleggene til små oppløsninger og demonstrere at disse barrierene kan gi vedvarende frigivelse av kjernemateriale over flere dager.

Abstract

I denne protokollen, er kjerne-skall nanostrukturer syntetisert av plasma forbedret kjemisk damp deponering. Vi produserer en amorf barriere ved plasma polymerisasjon av isopropanol på ulike solide underlag, inkludert silica og kaliumklorid. Denne allsidige teknikken brukes til å behandle nanopartikler og nanopowders med størrelser fra 37 nm til 1 mikron, ved å sette filmer som tykkelse kan være alt fra 1 nm til i overkant av 100 nm. Oppløsning av kjernen tillater oss å studere frekvensen av gjennomtrengelighet gjennom filmen. I disse eksperimentene, bestemmer vi spredningen koeffisient av KCl gjennom barrieren filmen med belegg KCL nanokrystaller og deretter overvåke ionisk ledningsevne av belagte partikler suspendert i vann. Den primære interesse i denne prosessen er innkapsling og forsinket utgivelsen av oppløsninger. Tykkelsen på skallet er en av de uavhengige variablene som vi kontrollerer hastigheten av utgivelsen. Den har en sterk effekt på hastighetenav utgivelsen, øker som fra en seks-timers utgivelse (shell tykkelse er 20 nm) til en langsiktig utgivelse over 30 dager (shell tykkelse er 95 nm). Utgivelsen Profilen viser en karakteristisk atferd: en rask frigjøring (35% av de endelige materialer) i løpet av de første fem minuttene etter begynnelsen av oppløsning, og en lavere utslipp till alle kjernen materialer kommer ut.

Protocol

1. Utarbeidelse av silika nanopartikler for Nedfall Starter med tørt silika pulver, forberede prøven for belegget ved første eliminere store aggregater. Vask silika partikler (diameter på 200 nm, kjøpt fra Gel-Tec Corp) med etanol (190 proof ren) og la prøven under en avtrekkshette til all fuktigheten fordamper med etanol. Sile partikler gjennom en rekke metalliske masker (US # 100-400) for å bryte eventuelle gjenværende tettbebyggelser. Plasser partikler og en liten magn…

Discussion

En av de største utfordringene i belegg nanopartikler er å gi en kompatibel kjemi mellom belegg og underlaget 1,2. Metodikken som beskrives her har den fordelen at det ikke er material-spesifikk. Plasma polymerer vise utmerket vedheft på en rekke underlag, inkludert harde metaller (Figur 2 (c)), silika (Figur 2 (c)), silisium, eller myke materialer (for eksempel polymerer) uten behov for noen spesiell overflate modifikasjon 3 , 4,5. Teknikken har videre fordelen…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble støttet av Grant No CBET-0651283 fra US National Science Foundation og Grant nr. 117041PO9621 fra 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

Referências

  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

Citar este artigo
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