Encapsulation en permeabiliteit Kenmerken van plasma-gepolymeriseerde holle deeltjes
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
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
- 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).
- Lou, X., Archer, L., Yang, Z. Hollow Micro-/nanostructures: Synthesis and Applications. Advanced Material. 20, (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
