وأيد هذا العمل مع التمويل المقدم من مكتب البحوث البحرية. J. فونتانا يقر المجلس الوطني للبحوث ما بعد الدكتوراه لالزمالة.

1. الطبقات الوحيدة يجند-جسيمات متناهية الصغر تجميعها الذاتي كمثال توضيحي للتقنية التجميع الذاتي، ويتم إنتاج العيانية، ثيول ألكان-توج nanosphere الذهب الأفلام أحادي الطبقة على النحو التالي: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيز 15 نانومتر الذهب nanospheres (متوفرة تجاريا في مناطق ذات كثافة رقم: 10 12 الجسيمات / مل) إلى ~ 10 13 الجسيمات / مل في الماء. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع 15 مل من الماء المخففة تعليق nanosphere إلى تصفية الطرد المركزي فائقة (100 K الاسمية حد الوزن الجزيئي). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الطرد المركزي فلتر / قارورة في 4،500 x ج لمدة 2 دقيقة أو حتى يبقى سوى عدد قليل من مل في غرفة التصفية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> resuspend وnanosphere في حوالي 1 مل من منزوع الأيونات (DI) المياه مثل أن تركيز جسيمات متناهية الصغر هي جسيمات 10 13 / مل. تعليق غير مستقرة لعدة ساعات معلق مرة واحدة في المياه DI. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق من كثافة عدد وتأكيد النانوية هكتارلقد لا تجميعها. يخفف من جسيمات متناهية الصغر التعليق المركزة بعامل 1:10 إلى تركيز الأصلي عن طريق وضع 0.150 مل من تعليق في كوفيت (1 سم طول المسار)، وهذه الإضافة 1.35 مل من الماء DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كفيت في مطياف وقياس الطيف الامتصاصية من التعليق والتعليق الأصلي. قارن بين موقف الذروة والعرض الكامل في نصف الحد الأقصى لضمان لم يحدث التجميع. يجب أن يكون حجم قمم الامتصاصية للعينات تقريبا نفس، وبالتالي ضمان عينة مركزة أكثر كثافة بعامل 10. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في قارورة زجاجية نظيفة 20 مل البورسليكات منفصلة إضافة 1 مل من رباعي هيدرو الفوران (THF). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة بروابط-ثيول ألكان (مثلا 5 مل من 1،6-hexanedithiol و 5 مل من 1-dodecanethiol) إلى THF ويهز الحل لمزيج متجانس. وينبغي أن يضاف يجند ما يكفي لتغطية ما لا يقل عن مساحة كامل النانوية مع وقف التنفيذ. خدمة ممتازق ق يجند يزيد من سرعة وكفاءة التفاعل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في غطاء الدخان، صب محتويات القارورة التي تحتوي على nanospheres الذهب في قارورة من THF-بروابط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسمار بسرعة على غطاء القارورة ويهز بقوة لمدة 15 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الغطاء وتعيين قنينة عليها في غطاء الدخان، الشكل 1 (أ). اعتمادا على بروابط المستخدمة، مجالات الأفلام جسيمات متناهية الصغر من الذهب تشكل بسرعة في واجهة الهواء السائل، والشكل 1 (ج). سوف تبدأ بعد ذلك الأفلام لترجمة ما يصل الجانبين من القارورة، الشكل (1) د. تقريبا وتوج كل النانوية مع ثيول يجند، وإزالتها من التعليق، ونقلها إلى جانبي القارورة في حدود 1 ساعة، الشكل 1 (ه). </li></ol> 2. نقل في الطبقات الوحيدة على ركائز القابل للإزالة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لنقل الأفلام على الزجاج القابلة للإزالة السيليكون وركائز رقاقة: قطع ركائز في مساحة 12.5 مم × 25.4 مم باستخداميخدش القلم / عجلة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ركائز الزجاج: نظيفة باستخدام شطف الأسيتون، يعقبه شطف ايزوبروبيل، وأخيرا شطف المياه DI. السماح للركائز لتجف، انتقل إلى القسم 2.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رقاقة السيليكون ركائز: في غطاء الدخان إعداد البيرانا حل (3 أجزاء يتركز حامض الكبريتيك إلى 1 جزء 30٪ بيروكسيد الهيدروجين، تنبيه: مؤكسد، أكالة). وضع 15 مل من حمض الكبريتيك إلى 20 مل زجاج البورسليكات قارورة. لهذه الإضافة ببطء 5 مل من 30٪ بيروكسيد الهيدروجين. لا سقف القارورة. توخي الحذر؛ الخليط هو الطاردة للحرارة العالية. انظر المرجع لمزيد من المعلومات سلامة 19. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> submerse بعناية ركائز رقاقة السيليكون في حل سمكة البيرانا لمدة 30 دقيقة، وإزالة، وشطف مع الماء DI والجافة مع النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كخطوة اختيارية، القارورة تستخدم لتبادل جسيمات متناهية الصغر يجند والتجميع الذاتي يمكن الملحية لإجبار جميع الجسيمات النانوية على الركيزة الزجاج أو الاشتراكيةlicon يفر بدلا من جدران القارورة الزجاجية، انتقل إلى القسم 2.2 خلاف ذلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء قارورة زجاجية مع حل سمكة البيرانا (تنبيه: مؤكسد، أكالة)، راجع القسم 2.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمح القارورة لينقع لمدة 30 دقيقة. بعد 30 دقيقة شطف القارورة بالماء DI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء قارورة مع 1٪ ت / ت من hexamethyldisilazane في الأسيتون وقبعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح للقارورة مختومة لينقع لمدة 24 ساعة، ثم يشطف بالماء DI والجافة مع النيتروجين. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الهز (القسم 1.6) إدراج الركيزة في القارورة. المسمار على الغطاء واهتزاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد إزالة الغطاء والهز، وذلك باستخدام ملاقط، ضع الركيزة عمودي تقريبا ضد الجدار القارورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام ماصة لمعطف خليط التفاعل على الركيزة. يتوقف رد الفعل عندما تبخرت كل المذيبات العضوية أو تم إزالة كافة جسيمات متناهية الصغر من التعليق. </li></ol> 3. تحليل أحادي الطبقة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقديرالتعبئة كفاءة nanospheres في أحادي الطبقة بسرعة من خلال مراقبة انتقال والخصائص الانعكاسية للفيلم. إلقاء الضوء على أحادي الطبقة على ركائز الزجاج من وراء مع مصدر الضوء الأبيض. مع مصدر الضوء الأبيض، وينبغي مراعاة فيلم الملونة موحدة لارتفاع الكثافة الأفلام جسيمات متناهية الصغر في نقل أحادي الطبقة وانعكاس مثل الذهب لوحظ في التفكير، والشكل 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مطياف (انظر القسم 1.2.2) لقياس الطيف الامتصاصية العيانية من الطبقات الوحيدة، الرقم 4. تطبيع الطيف الامتصاصية مع شريحة زجاجية نظيفة. تحميل فيلم أحادي الطبقة، على ركيزة الزجاج، في مسار شعاع من مطياف وجمع الطيف الامتصاصية. ملاحظة: يجب أن يكون ذروة الامتصاصية الحمراء تحولت بشكل كبير عدة مئات نانومتر تبعا ليجند المستخدمة. يجب أن يكون عامل الجودة من ذروة الامتصاصية مماثلة لقيمة تمييع تعليق، ولكن قليلا فقط بroadened (الشكل 4). إذا الذروة الامتصاصية واسع جدا محددة أو غير محددة جيدا ثم الأفلام أحادي الطبقة هي على الأرجح من نوعية رديئة، انتقل إلى القسم 3.3 لمزيد من التوصيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دراسة المنظمة نانوية من nanospheres باستخدام المسح الضوئي المجهر الإلكتروني (SEM) من الطبقات الوحيدة نقل على ركائز رقاقة السيليكون (انظر القسم 2.1.2) كما هو موضح في الشكل 3. إذا كانت الأفلام على الزجاج ركائز ربط الشريط الموصلة إلى زاوية واحدة من الفيلم وطحنه حتى صار قاعدة التمثال ووزارة شؤون المرأة لمنع شحن والسماح التصوير. </li></ol> 4. تقنيات نقل المرحلة كفاءة لعضوي قابل للذوبان النانوية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لاستخدام هذه التقنية وسيلة فعالة لfunctionalize النانوية مع ثيول-بروابط، صب الحل المتبقية من الجزء السفلي من القارورة بعد رد الفعل كاملة، القسم 1.7، وتجفيف المواد في القارورة تحت النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة المذيبات العضوية (على سبيل المثالالكلوروفورم، والتولوين) لاعادة تعليق النانوية مع ما يقرب من 100٪ نقل مرحلة الجسيمات والانتعاش. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر القسم 1.2.1 لضمان لم تجميعها النانوية على اعادة تعليق في المذيبات العضوية. إذا الذروة الامتصاصية لائحة، نسبة إلى التعليق الأصلي، يصوتن العينة لمدة 15 دقيقة للمساعدة redisperse النانوية، الشكل 4. </li></ol>

<ol>
	<li>Fontana, J., Naciri, J., Rendell, R., Ratna, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroscopic+self-assembly+and+optical+characterization+of+nanoparticle&#8211;ligand+metamaterials.">Macroscopic self-assembly and optical characterization of nanoparticle&#8211;ligand metamaterials.</a> Advanced Optical Materials. 1, 100-106 (2013).</li><li>Fontana, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+surface-enhanced+Raman+scattering+from+self-assembled+gold+nanosphere+monolayers.">Large surface-enhanced Raman scattering from self-assembled gold nanosphere monolayers.</a> Applied Physics Letters. 102, (2013).</li><li>Mayya, K. S., Sastry, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+technique+for+the+spontaneous+growth+of+colloidal+nanoparticle+superlattices.">A new technique for the spontaneous growth of colloidal nanoparticle superlattices.</a> Langmuir. 15, 1902-1904 (1999).</li><li>Spain, E. M., Johnson, D. D., Kang, B., Vigorita, J. L., Amram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marangoni+flow+of+Ag+nanoparticles+from+the+fluid-fluid+interface.">Marangoni flow of Ag nanoparticles from the fluid-fluid interface.</a> J Phys Chem A. 112, 9318-9323 (2008).</li><li>Sihvola, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metamaterials:+A+Personal+View.">Metamaterials: A Personal View.</a> Radioengineering. 18, 90-94 (2009).</li><li>Valentine, J., Li, J. S., Zentgraf, T., Bartal, G., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+cloak+made+of+dielectrics.">An optical cloak made of dielectrics.</a> Nature Materials. 8, 568-571 (2009).</li><li>Seo, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+hydrophilic+block+copolymer+templated+Au+nanoparticles+with+enhanced+catalytic+activity+toward+nitroarene+reduction.">Double hydrophilic block copolymer templated Au nanoparticles with enhanced catalytic activity toward nitroarene reduction.</a> The Journal of Physical Chemistry C. , (2013).</li><li>Ward, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+measurements+of+electronic+conduction+and+Raman+response+in+molecular+junctions.">Simultaneous measurements of electronic conduction and Raman response in molecular junctions.</a> Nano Letters. 8, 919-924 (2008).</li><li>Perez-Gonzalez, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Spectroscopy+of+Conductive+Junctions+in+Plasmonic+Cavities.">Optical Spectroscopy of Conductive Junctions in Plasmonic Cavities.</a> Nano Letters. 10, 3090-3095 (2010).</li><li>Xiao, S. M., Chettiar, U. K., Kildishev, A. V., Drachev, V. P., Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yellow-light+negative-index+metamaterials.">Yellow-light negative-index metamaterials.</a> Optics Letters. 34, 3478-3480 (2009).</li><li>Fang, N., Lee, H., Sun, C., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-diffraction-limited+optical+imaging+with+a+silver+superlens.">Sub-diffraction-limited optical imaging with a silver superlens.</a> Science. 308, (2005).</li><li>Liu, Z. W., Lee, H., Xiong, Y., Sun, C., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-field+optical+hyperlens+magnifying+sub-diffraction-limited+objects.">Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects.</a> Science. 315, 1686-1686 (2007).</li><li>Valentine, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+optical+metamaterial+with+a+negative+refractive+index.">Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index.</a> Nature. 455, (2008).</li><li>Law, M., Greene, L. E., Johnson, J. C., Saykally, R., Yang, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanowire+dye-sensitized+solar+cells.">Nanowire dye-sensitized solar cells.</a> Nature Materials. 4, 455-459 (2005).</li><li>Frens, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Nucleation+for+Regulation+of+Particle-Size+in+Monodisperse+Gold+Suspensions.">Controlled Nucleation for Regulation of Particle-Size in Monodisperse Gold Suspensions.</a> Nature-Phys Sci. 241, 20-22 (1973).</li><li>Ye, X., Chen, J., Diroll, B. T., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+Plasmonic+Coupling+in+Self-Assembled+Binary+Nanocrystal+Superlattices+Studied+by+Correlated+Optical+Microspectrophotometry+and+Electron+Microscopy.">Tunable Plasmonic Coupling in Self-Assembled Binary Nanocrystal Superlattices Studied by Correlated Optical Microspectrophotometry and Electron Microscopy.</a> Nano Letters. 13, 1291-1297 (2013).</li><li>Bigioni, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+driven+self-assembly+of+highly+ordered+nanoparticle+monolayers.">Kinetically driven self-assembly of highly ordered nanoparticle monolayers.</a> Nature Materials. 5, (2006).</li><li>Ng, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-Standing+Plasmonic-Nanorod+Super+lattice+Sheets.">Free-Standing Plasmonic-Nanorod Super lattice Sheets.</a> Acs Nano. 6, 925-934 (2012).</li><li>Romero, I., Aizpurua, J., Bryant, G. W., de Abajo, F. J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmons+in+nearly+touching+metallic+nanoparticles:+singular+response+in+the+limit+of+touching+dimers.">Plasmons in nearly touching metallic nanoparticles: singular response in the limit of touching dimers.</a> Optics Express. 14, 9988-9999 (2006).</li><li>Caragheorgheopol, A., Chechik, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+aspects+of+ligand+exchange+in+Au+nanoparticles.">Mechanistic aspects of ligand exchange in Au nanoparticles.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 10, 5029-5041 (2008).</li></ol>

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

يصف هذا البروتوكول واحد &#39;وعاء واحد &quot;تقنية التجميع الذاتي لخلق العيانية الأفلام أحادي الطبقة جسيمات متناهية الصغر باستخدام يجند نقل المرحلة، مرحلة الانفصال والتدرجات التوتر السطحي. وميزة هذا الأسلوب هو أنه يجمع بين ثلاث عمليات التجميع الذاتي في عملية منخفضة ال?...

وقد اجتذب التجميع الذاتي للجزيئات النانو الأفلام العيانية اهتماما كبيرا لخصائص فريدة من نوعها مصممة من الهندسة وتكوين عناصر 5 وربما يؤدي إلى مجموعة واسعة من التطبيقات البصرية والالكترونية والكيميائية 6-14. لتجميع الذاتي مثل هذه الأفلام يجب أن تكون معبأة الجسيمات النانوية المعدنية توج مع بروابط إلى عالية الكثافة، الطبقات الوحيدة. ولكن العديد من القضايا التجمع تحتاج إلى معالجة للمضي قدما في تطوير مثل هذه المواد. الأولى، استقرت السطحي عادة يتم تخليق جزيئات معدنية بالطرق الرطب الكيمياء في تعليق تمييع 15. لمنع التجميع والسيطرة على التباعد بين الجسيمات النانوية في الأفلام، وتحتاج النانوية أن توج مع قذائف يجند. بعد أن تم بين functionalized النانوية مع بروابط تبقى النانوية عادة في تعليق المخففة نسبيا. وهناك تقنية ومن ثم شمال شرقeded في تقرير المصير، تجميع الجسيمات النانوية إلى العيانية، عالية الكثافة، والأفلام أحادي الطبقة 16، 17. تشنغ وآخرون 18 مرحلة نقل nanorods الذهب باستخدام البوليسترين thiolated في تعليق رباعي هيدرو الفوران للماء. ونانواعواد حيث ثم إعادة علقت في الكلوروفورم وضعت قطرة في واجهة بين الهواء والماء وتبخرت ببطء، وتشكيل الأفلام أحادي الطبقة. Bigioni وآخرون 17 خلق الطبقات الوحيدة العيانية من dodecanethiol توج nanospheres الذهب باستخدام يجند الزائدة وتبخر المذيبات السريع، ولكن nanospheres بحاجة إلى أن تكون مرحلة نقل قبل تجميع الذاتي. مرة واحدة تتشكل الأفلام أحادي الطبقة التي يحتاجون إليها عادة ليتم نقلها على ركيزة. ترى مايا وآخرون. 3 nanospheres تقتصر على واجهة المياه التولوين ونقلتهم على ركائز خالية من قالب باستخدام التدرجات التوتر السطحي. وبالمثل، جونسون <eم&gt; وآخرون. 4 nanospheres الفضة معلقة في يجند الزائدة ومن ثم ترجمتها النانوية فوق جدران القارورة باستخدام التدرجات التوتر السطحي من اثنين من سوائل قابلة للامتزاج. بينما توجد تقنيات التجميع لمعالجة كل هذه القضايا وهناك حاجة ضرورة لتقنيات أكثر كفاءة للمساعدة في تطوير الإنتاج السينمائي جسيمات متناهية الصغر على نطاق واسع. نحن هنا يبرهن على وجود تقنية واضحة وقوية تجمع بين القضايا التجميع الذاتي الثلاث المذكورة أعلاه في ل&#39;وعاء واحد &quot;تقنية واحدة، كما هو موضح في الشكل رقم 1. A المياه المذيبات العضوية غير قابلة للامتزاج (مثل رباعي هيدرو الفوران، سلفوكسيد dimeythl)، ويستخدم ل الأولى بسرعة وكفاءة functionalize ثيول-بروابط (على سبيل المثال، ثيول ألكان، ثيول-إيني، ثيول فينول) على الجسيمات النانوية (على سبيل المثال nanospheres الذهب، نانواعواد، الخ). الخليط ثم يدفع التجميع الذاتي للجزيئات في العيانية، عالية الكثافة، monolaالأفلام ريال يمني في واجهة الهواء السائل باستخدام مرحلة الانفصال. أخيرا، والأفلام أحادي الطبقة النانوية تشكل على ركائز خالية من قالب باستخدام التدرجات التوتر السطحي من المياه / خليط المذيبات العضوية، الشكل 2 والشكل 3.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="628">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">1-6 hexanedithiol</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">H12005-5G</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">1-dodecanethiol</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">471364-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">20 ml liquid scintillation vials</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">Z253081-1PAK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:224px;">acetone</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td>650501-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:224px;">amicon ultra-15 centrifugal filter&#160;</td>
			<td style="width:97px;">Millipore</td>
			<td style="width:140px;">100K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">centrifuge</td>
			<td style="width:97px;">Sorvall&#160;</td>
			<td style="width:140px;">RC5B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:97px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:140px;">5810R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">deionized water&#160;</td>
			<td style="width:97px;">in-house&#39;</td>
			<td style="width:140px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:224px;">glass slides</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">CLS294875X25-72EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:224px;">15 nm gold nanospheres</td>
			<td style="width:97px;">Ted Pella, Inc</td>
			<td style="width:140px;">15703-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">hexamethyldisilazane</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">52619-50ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">hydrogen peroxide (30%)</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">216763-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">scanning electron microscope</td>
			<td style="width:97px;">Carl Zeiss</td>
			<td style="width:140px;">Model 55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">polished silicon wafer</td>
			<td style="width:97px;">Sun Edison</td>
			<td style="width:140px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">spectrometer</td>
			<td style="width:97px;">OceanOptics</td>
			<td style="width:140px;">USB4000-VIS-NIR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">sulfuric acid</td>
			<td style="width:97px;">Fisher</td>
			<td style="width:140px;">A300-212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:97px;">Sigma</td>
			<td style="width:140px;">401757-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a technique to functionalize and self-assemble macroscopic nanoparticle-ligand monolayer films onto template-free substrates

يصف هذا البروتوكول تقنية التجميع الذاتي لخلق افلام أحادي الطبقة العيانية يتألف من يجند النانوية المغلفة 1، 2. تقنية بسيطة وقوية وقابلة للتطوير functionalizes بكفاءة الجسيمات النانوية المعدنية مع ثيول-بروابط غير قابلة للامتزاج في خليط الماء / المذيبات العضوية السماح للتطعيم السريع للجماعات ثيول على سطح جسيمات متناهية الصغر من الذهب. وبروابط مسعور على النانوية ثم سرعان مرحلة فصل الجسيمات النانوية من تعليق مائي ومقرها حصر لهم واجهة الهواء السائل. هذا يدفع النانوية المغطاة يجند لتشكيل أحادي الطبقة المجالات في واجهة الهواء السائل. استخدام المذيبات العضوية غير قابلة للامتزاج في الماء مهم لأنه يمكن نقل النانوية من واجهة على ركائز خالية من القالب. وتتوسط تدفق من خلال سطح التوتر التدرج 3 و 4 و يخلق العيانية، عالية الكثافة، أحادي الطبقة nanopأفلام المادة يجند. يمكن تعميم هذه التقنية التجميع الذاتي لتشمل استخدام جزيئات من المؤلفات مختلفة، وحجم، وشكل، وربما يؤدي إلى أسلوب التجميع كفاءة لإنتاج الأفلام ذات التكلفة المنخفضة، العيانية، عالية الكثافة، أحادي الطبقة جسيمات متناهية الصغر للتطبيقات واسعة الانتشار .

الشكل 1 (أ) يظهر تعليق nanospheres الذهب، بروابط-ثيول ألكان، رباعي هيدرو الفوران والماء في قارورة زجاجية فورا بعد الخلط. ويرد التخطيطي لمراحل التجميع الذاتي الثلاثة الرئيسية، ونقل المرحلة، مرحلة الانفصال، والتوتر السطحي التدرج بوساطة النقل الفيلم في الشكل 1 ...

Watch this Scientific Journal Video about A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates at JoVE.com

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

يوصف تقنية بسيطة وقوية وقابلة لfunctionalize وتجميع الذاتي العيانية الأفلام أحادي الطبقة جسيمات متناهية الصغر يجند على ركائز خالية من القالب في هذا البروتوكول.

تقنية لFunctionalize وتجميع الذاتي عياني الجسيمات النانوية يجند أحادي الطبقة أفلام على ركائز خالية من قالب

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

a-technique-to-functionalize-self-assemble-macroscopic-nanoparticle

Research

JoVE Journal

Chemistry

10.8K Views.  Naval Research Laboratory.  يوصف تقنية بسيطة وقوية وقابلة لfunctionalize وتجميع الذاتي العيانية الأفلام أحادي الطبقة جسيمات متناهية الصغر يجند على ركائز خالية من القالب في هذا البروتوكول. 

Video: A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell differentiation into osteoblasts, thus stimulating healing and de novo bone formation. The clinical use of recombinant human BMP-2 (rhBMP-2) in conjunction with scaffolds has raised recent controversies, based on the mode of presentation and the amount to be delivered. The protocol presented here provides a simple and efficient way to deliver BMP-2 for in vitro studies on cells. We describe how to form a self-assembled monolayer consisting of a heterobifunctional linker, and show the subsequent binding step to obtain covalent immobilization of rhBMP-2. With this approach it is possible to achieve a sustained presentation of BMP-2 while maintaining the biological activity of the protein. In fact, the surface immobilization of BMP-2 allows targeted investigations by preventing unspecific adsorption, while reducing the amount of growth factor and, most notably, hindering uncontrolled release from the surface. Both short- and long-term signaling events triggered by BMP-2 are taking place when cells are exposed to surfaces presenting covalently immobilized rhBMP-2, making this approach suitable for in vitro studies on cell responses to BMP-2 stimulation.

We describe a method for accomplishing efficient immobilization of BMP-2 on surfaces. Our approach is based on the formation of a self-assembled monolayer to achieve the covalent binding of BMP-2 via its free amine residues. This method is a useful tool to study signaling at the cell membrane.

التساهمية تجليد BMP-2 على السطوح باستخدام نهج أحادي الطبقة تجميعها الذاتي

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and lignin. Layer-by-layer (LbL) assembly process which relies on the assembly of oppositely charged molecules from aqueous solutions was used to build a freestanding composite film of isolated wood polymers of lignin and oxidized nanofibril cellulose (NFC). To facilitate the assembly of these negatively charged polymers, a positively charged polyelectrolyte, poly(diallyldimethylammomium chloride) (PDDA), was used as a linking layer to create this simplified model cell wall. The layered adsorption process was studied quantitatively using quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D) and ellipsometry. The results showed that layer mass/thickness per adsorbed layer increased as a function of total number of layers. The surface coverage of the adsorbed layers was studied with atomic force microscopy (AFM). Complete coverage of the surface with lignin in all the deposition cycles was found for the system, however, surface coverage by NFC increased with the number of layers. The adsorption process was carried out for 250 cycles (500 bilayers) on a cellulose acetate (CA) substrate. Transparent free-standing LBL assembled nanocomposite films were obtained when the CA substrate was later dissolved in acetone. Scanning electron microscopy (SEM) of the fractured cross-sections showed a lamellar structure, and the thickness per adsorption cycle (PDDA-Lignin-PDDA-NC) was estimated to be 17 nm for two different lignin types used in the study. The data indicates a film with highly controlled architecture where nanocellulose and lignin are spatially deposited on the nanoscale (a polymer-polymer nanocomposites), similar to what is observed in the native cell wall.

The objective of this research was to form synthetic plant cell wall tissue using layer-by-layer assembly of nanocellulose fibrils and isolated lignin assembled from dilute aqueous suspensions.&#160; Surface measurement techniques of quartz crystal microbalance and atomic force microscopy were used to monitor the formation of the polymer-polymer nanocomposite material.

نحو Biomimicking الخشب: أفلام التجهيز الحرة الدائمة للNanocellulose، اللجنين، وPolycation الاصطناعية

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and ...

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

قوالب المعرفة بالذرة لالفوقي النمو من أكسيد مجمع الأغشية الرقيقة

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

تلفيق منطقة كبيرة قائمة بذاتها سامسونج بوليمر أفلام

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

إعداد ميكا والسيليكون ركائز لDNA اوريغامي التحليل والتجريب

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements are simple high-throughput characterization experiments, which can determine the glass transition temperature (Tg), average dynamics, fragility and the expansion coefficient of the super-cooled liquid and glassy states for a variety of glassy materials. This technique allows for these parameters to be measured in a single experiment, while other methods must combine a variety of different techniques to investigate all of these properties. Measurements of dynamics close to Tg are particularly challenging. The advantage of cooling rate dependent Tg measurements over other methods which directly probe bulk and surface relaxation dynamics is that they are relatively quick and simple experiments, which do not utilize fluorophores or other complicated experimental techniques. Furthermore, this technique probes the average dynamics of technologically relevant thin films in temperature and relaxation time (&#964;&#945;) regimes relevant to the glass transition (&#964;&#945; &#62; 100 sec). The limitation to using ellipsometry for cooling rate dependent Tg experiments is that it cannot probe relaxation times relevant to measurements of viscosity (&#964;&#945; &#60;&#60; 1 sec). Other cooling rate dependent Tg measurement techniques, however, can extend the CR-Tg method to faster relaxation times. Furthermore, this technique can be used for any glassy system so long as the integrity of the film remains throughout the experiment.

Here, we present a protocol for cooling rate dependent ellipsometry experiments, which can determine the glass transition temperature (Tg), average dynamics, fragility and the expansion coefficient of the super-cooled liquid and glass for a variety of glassy materials.

تبريد أسعار التابعة القياسات Ellipsometry لتحديد ديناميات رقيقة زجاجية أفلام

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements ...

Deacetylation Assays to Unravel the Interplay between Sirtuins (SIRT2) and Specific Protein-substrates

Acetylation has emerged as an important post-translational modification (PTM) regulating a plethora of cellular processes and functions. This is further supported by recent findings in high-resolution mass spectrometry based proteomics showing that many new proteins and sites within these proteins can be acetylated. However the identity of the enzymes regulating these proteins and sites is often unknown. Among these enzymes, sirtuins, which belong to the class III histone lysine deacetylases, have attracted great interest as enzymes regulating the acetylome under different physiological or pathophysiological conditions. Here we describe methods to link SIRT2, the cytoplasmic sirtuin, with its substrates including both in vitro and in vivo deacetylation assays. These assays can be applied in studies focused on other members of the sirtuin family to unravel the specific role of sirtuins and are necessary in order to establish the regulatory interplay of specific deacetylases with their substrates as a first step to better understand the role of protein acetylation. Furthermore, such assays can be used to distinguish functional acetylation sites on a protein from what may be non-regulatory acetylated lysines, as well as to examine the interplay between a deacetylase and its substrate in a physiological context.

Deacetylation Assays to Unravel the Interplay between Sirtuins SIRT2 and Specific Protein-substrates

This protocol describes the required steps to execute in vitro and in vivo deacetylation assays in order to establish the role of proteins as specific deacetylation substrates for sirtuins and further study the role of reversible - lysine acetylation as a post-translational modification.

Deacetylation فحوصات لكشف تفاعل بين Sirtuins (SIRT2) ومحددة البروتين ركائز

Acetylation has emerged as an important post-translational modification (PTM) regulating a plethora of cellular processes and functions. This is further ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. Compared to other analytical separation techniques, such as chromatography, CE is cheap, robust and effectively requires no sample preparation (for a number of complex natural matrices or polymeric samples). CE is fast and can be used to follow the evolution of mixtures in real time (e.g., chemical reaction kinetics), as the signals observed for the separated compounds are directly proportional to their quantity in solution.
Here, the efficiency of CE is demonstrated for monitoring the covalent grafting of peptides onto chitosan films for subsequent biomedical applications. Chitosan&#39;s antimicrobial and biocompatible properties make it an attractive material for biomedical applications such as cell growth substrates. Covalently grafting the peptide RGDS (arginine - glycine - aspartic acid - serine) onto the surface of chitosan films aims at improving cell attachment. Historically, chromatography and amino acid analysis have been used to provide a direct measurement of the amount of grafted peptide. However, the fast separation and absence of sample preparation provided by CE enables equally accurate yet real-time monitoring of the peptide grafting process. CE is able to separate and quantify the different components of the reaction mixture: the (non-grafted) peptide and the chemical coupling agents. In this way the use of CE results in improved films for downstream applications.
The chitosan films were characterized through solid-state NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. This technique is more time-consuming and cannot be applied in real time, but yields a direct measurement of the peptide and thus validates the CE technique.

Free solution capillary electrophoresis is a fast, cheap and robust analytical method that enables the quantitative monitoring of chemical reactions in real time. Its utility for rapid, convenient and precise analysis is demonstrated here through analysis of covalent peptide grafting onto chitosan films for improved cell adhesion.

الشعرية الكهربائي لرصد الببتيد مسمار على الأفلام الشيتوزان في الوقت الحقيقي

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. Conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), and a semiconducting polymer, poly(thieno[3,2-b]thiophene) (PTT), were deposited on unconventional highly-disordered and textured substrates with high surface areas, such as paper, towels and fabrics. This reported deposition chamber is an improvement of previous vapor reactors because our system can accommodate both volatile and nonvolatile monomers, such as 3,4-propylenedioxythiophene and thieno[3,2-b]thiophene. Utilization of both solid and liquid oxidants are also demonstrated. One limitation of this method is that it lacks sophisticated in situ thickness monitors. Polymer coatings made by the commonly used solution-based coating methods, such as spin-coating and surface grafting, are often not uniform or susceptible to mechanical degradation. This reported vapor phase deposition method overcomes those drawbacks and is a strong alternative to common solution-based coating methods. Notably, polymer films coated by the reported method are uniform and conformal on rough surfaces, even at a micrometer scale. This feature allows for future application of vapor deposited polymers in electronics devices on flexible and highly textured substrates.

This paper presents a protocol for reactive vapor deposition of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), and poly(thieno[3,2-b]thiophene) films on glass slides and rough substrates, such as textiles and paper.

رد الفعل بخار ترسب أفلام البوليمر مترافق على ركائز التعسفي

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. However, poor surface morphologies and relatively high bandgap energies have limited their potential. Silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) is a promising semiconductor for optoelectronic devices. Therefore, we demonstrate the fabrication of Ag-Bi-I ternary thin films using material solution processing. The resulting thin films exhibit controlled surface morphologies and optical bandgaps according to their thermal annealing temperatures. In addition, it has been reported that Ag-Bi-I ternary systems crystallize to AgBi2I7, Ag2BiI5, etc. according to the ratio of the precursor chemicals. The solution-processed AgBi2I7 thin films exhibit a cubic-phase crystal structure, dense, pinhole-free surface morphologies with grains ranging in size from 200 to 800 nm, and an indirect bandgap of 1.87 eV. The resultant AgBi2I7 thin films show good air stability and energy band diagrams, as well as surface morphologies and optical bandgaps suitable for lead-free and air-stable single-junction solar cells. Very recently, a solar cell with 4.3% power conversion efficiency was obtained by optimizing the Ag-Bi-I crystal compositions and solar cell device architectures.

Solution-Processed &quot;Silver-Bismuth-Iodine&quot; Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

Herein, we present detailed protocols for solution-processed silver-bismuth-iodine (Ag-Bi-I) ternary semiconductor thin films fabricated on TiO2-coated transparent electrodes and their potential application as air-stable and lead-free optoelectronic devices.

معالجة حل "الفضة-البزموت-اليود" الثلاثي الأغشية الرقيقة لامتصاص الخالي من الرصاص الضوئية

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. ...