Erweiterte Analyse der Zusammensetzung von Nanopartikel-Polymer Composites mittels direkter Fluoreszenz-Imaging

Die Anwendung von Nanomaterialien ist seit langem als ein Gebiet von Interesse für neue Technologien zu erhöhen serviert. ^1-3 Diese die wachsende Verwendung von Nanopartikeln in Artikel des täglichen Bedarfs enthalten ist, einschließlich Kosmetika, Kleidung, Verpackung und Elektronik. ^4-6 Ein Hauptantrieb zu Nanopartikeln in funktionellen Materialien ergibt sich aus ihrer höheren Reaktivität gegenüber den Materialien zusätzlich zu der Fähigkeit, tune Eigenschaften durch Variation der Partikelgröße. ⁷ Ein weiterer Vorteil die Fähigkeit , leicht zu Verbundmaterialien bilden, entscheidenden Eigenschaften der Wirtsmatrix einzuführen, wie beispielsweise katalytische Funktionalität, Material Stärkung und Optimierung der elektrischen Eigenschaften. ^8-12

Nanopartikel-Polymer – Verbundstoffe können durch eine Reihe von Techniken erreicht werden, die einfachste davon ist die direkte Integration der gewünschten Nanopartikel während der Herstellung der Wirtsmatrix. ^13,14 Diese rrgebnisse in einem homogenen Material mit einer gleichmäßigen Abstand von nanopartikulären Material im gesamten Gebäude. Jedoch erfordern viele Anwendungen nur das aktive Material an den äußeren Grenzflächen der Nanokomposite vorliegen. Als Ergebnis Material direkte Einbindung führt nicht zu einer effizienten Nutzung der manchmal teuer Nanopartikel , da es viel Nanopartikel Abfall durch die Masse des Materials ist. ^15,16 direkte Einbindung zu erreichen, auch die Nanopartikel mit dem Host – Matrixbildung kompatibel sein müssen. Dies kann schwierig sein, insbesondere in Synthesen , die vielseitige Reaktionen wie im Falle von duroplastischen Polymeren erfordern , die durch Metallkomplexkatalysatoren Mechanismen typischerweise erleichtert werden, die von hochaktiven Nanoteilchen beeinträchtigt werden kann. ¹⁴

Die erheblichen Nachteile, die mit direkten Nanoteilchen Inkorporation während der Polymersynthese, hat zur Entwicklung von Verfahren geführt, ausgerichtet Nanopartikel diedrei zu begrenzenauf der Oberflächenschicht. ^17-21 Swell Kapselung ist eine der erfolgreichsten Strategien in der Literatur berichtet, hohe Oberflächennanopartikelkonzentrationen mit begrenztem Streuverluste in der Polymermasse zu erreichen. ^17-19 Die Technik des Lösungsmittels angetrieben Quellung des Polymers verwendet Matrizen, so dass für das Eindringen von molekularen Spezies und Nanopartikel. Nach dem Entfernen des quellenden Lösungsmittels, die Spezies innerhalb der Matrix geworden in Position fixiert ist, mit der höchsten Konzentration der Spezies an der Oberfläche lokalisiert. Bis heute sind die meisten der berichteten Verwendungen von Dünung Verkapselung in Richtung der Herstellung von antimikrobiellen Polymeren gerichtet, wo es Schlüssel ist, dass die aktiven Mittel an der Materialoberfläche sind. Während viele dieser Berichte verbesserte antimikrobielle Aktivität zeigen, wird die genaue Oberfläche Nanopartikel Zusammensetzung selten im Detail untersucht. Crick et al. Haben kürzlich gezeigt , ein Verfahren für die direkte Visualisierung von Nanopartikel incursion, Bereitstellen entscheidend insight in der Kinetik und Oberflächennanopartikelkonzentrationen durch Seegang Verkapselung erreicht. ²²

Diese Arbeit beschreibt die Synthese von Cadmiumselenid Quantenpunkten (QD), deren Quellung Einkapselung in Polydimethylsiloxan (PDMS) und die direkte Sichtbarmachung ihrer Inkorporation unter Verwendung von Fluoreszenz-Bildgebung. Die Wirkung von variierenden Dünung Einkapselung Zeit und Nanopartikelkonzentration in der Quell-Lösung wird untersucht. Die Fluoreszenz-Visualisierungstechnik ermöglicht die direkte Abbildung von Nanopartikel-Einfall in den PDMS und zeigt, dass die höchste Konzentration von QD an der Materialoberfläche ist.