The authors would like to acknowledge the support from the Department of Earth Sciences, Uppsala University for supporting part of this research.

1. La fonctionnalisation des nanotubes de carbone multiparois <ol><li> Effectuer toute l&#39;étape de fonctionnalisation intérieur d&#39;une hotte, en utilisant des lunettes de sécurité, des gants et une blouse de laboratoire. Mesurer 24 ml d&#39;acide sulfurique et 8 ml d&#39;acide de nitrate à l&#39;aide d&#39;une éprouvette graduée, puis les transférer dans un bécher. Ajouter 32 mg de MWCNT non traitées dans un bécher à l&#39;aide d&#39;étain contenant en aluminium à une balance analytique (concentration finale doit être de 1 mg / ml de mélange acide). </li><li> Premièrement, gardez le bécher avec MWCNT et le mélange acide dans le nettoyeur à ultrasons (de bain) pendant 2 heures à température ambiante. Ensuite, la chaleur et remuer la solution MWCNT-acide pendant 5 heures à 90 ° C en utilisant une plaque chauffante. </li><li> Filtrer la suspension CNT avec une membrane filtrante de PTFE diamètre de 0,2 um pores placé sur un support de filtre, et d&#39;utiliser le vide pour aider filtration. Effectuez la partie de filtration par portion et utiliser plusieurs membranes filtrantes (environ 1/4 de e du mélange ci-dessus par portion pour un filtre). Ajouter de l&#39;eau bouillantependant le processus de filtration pour filtrer la solution acide jusqu&#39;à ce que le pH du mélange soit supérieur à 5. </li><li> Toujours casser le vide avant d&#39;être éteint et ne pas introduire quoi que ce soit dans le système de vide. Utiliser un bêcher conique pour recueillir le liquide des déchets. </li><li> Verser l&#39;acide filtré dans un conteneur à déchets (envoyer le conteneur à déchets dans une installation de traitement des déchets ou de diluer le liquide avant de vider dans l&#39;évier en ajoutant au moins dix fois de l&#39;eau du robinet). </li><li> Transférez les membranes filtrantes avec MWCNTs retenus en évaporation plats et mis les petits plats dans le dessiccateur (contient environ 100 g de gel de silice) et de créer un environnement de vide (laisser le vide pendant environ 1 h) pour CNT pour compléter le séchage (environ 24 heures ). <ol><li> Grattez les NTC sur les membranes à l&#39;aide attentivement spatule et transférer les particules dans un récipient propre. Peser le MWCNTs poudre et étiqueter le récipient pour une utilisation future. </li></ol></li></ol> 2. Poronous Médias pour les expériences de transport <ol><li> Préparer une solution de HCl 0,1 M pour le lavage acide de sable de silice. <ol><li> Effectuer toutes ces étapes à l&#39;intérieur d&#39;une hotte avec des lunettes de sécurité, des gants et une blouse de laboratoire. Ajouter 1 L d&#39;eau désionisée à un flacon de 2 litres. Mesurer 8 ml de HCl à 37% en utilisant une éprouvette graduée. </li><li> Ajouter le HCl dans le de l&#39;eau déminéralisée avec soin. Agiter le ballon avec précaution pour aider le mélange. </li></ol></li><li> Laver le sable avec la solution préparée HCl. <ol><li> Peser environ 1000 g sable. Ajouter 1/3 de sable dans le ballon avec la solution HCl et agiter le flacon deux fois pour aider à mélanger puis ajouter reste du sable (1/3 du sable à chaque fois). </li><li> Agiter le flacon à trois reprises et laisser l&#39;acide de sable pendant 30 minutes. </li><li> Verser le liquide hors du flacon dans le récipient de déchets acides et rincer le sable avec de l&#39;eau désionisée au moins 8 fois. </li></ol></li><li> Laver le sable avec un 2 O 2 H. <ol><li> Ajouter 700 ml d&#39;eau déminéralisée dansle ballon avec du sable puis mesurer 40 ml de 30% de H 2 O 2 en utilisant une éprouvette graduée. </li><li> Ajoutez le 2 O 2 H solution dans le flacon avec du sable et secouer deux fois pour aider à mélanger. Ajouter ensuite encore 40 ml de 30% de H 2 O 2 solution 3 fois jusqu&#39;à ce que 160 ml de H 2 O 2 total dans la fiole. </li><li> Agiter et mélanger la solution et le sable à chaque fois et laisser la solution 2 O 2 H avec du sable pendant 40 minutes pour permettre à la réaction soit terminée. Agiter le flacon et mélanger le sable avec une tige en plastique toutes les 10 min. </li><li> Décanter le liquide jusqu&#39;à l&#39;évier et laisser couler l&#39;eau du robinet pendant 30 secondes. </li></ol></li><li> Rincer et sécher le sable. <ol><li> Rincer sable avec de l&#39;eau déminéralisée au moins 8 fois pour se débarrasser de toute solution ou à gauche par rapport aux produits de réaction. Bien remuer lors du rinçage. </li><li> Mettez flacon de sable rincé dans un four (105 ° C) pendant 24 heures à sécher, puis prendre le sable du four à l&#39;aidefour-mitaine et laissez au comptoir pendant 2 h pour le sable pour refroidir. </li><li> Transférer le sable propre dans un récipient en plastique. Marquer le récipient et le placer dans un plateau approprié pour être prêt à l&#39;emploi. </li></ol></li></ol> 3. Expériences de colonne <ol><li> Préparation de la solution de fond. <ol><li> Préparer la chimie de la solution de fond appropriée pour l&#39;expérience de colonne. </li><li> Utilisation HCl 0,1 M et 0,1 M solutions de NaOH pour ajuster le pH et de sel de NaCl pour obtenir une force ionique appropriée pour l&#39;expérience suivante. </li></ol></li><li> sélection de colonne. <ol><li> Choisir une colonne de 2,5 cm de diamètre et 15 cm de longueur pour cette expérience verre (pH: 5 et de la force ionique: 2 mM dans la présente étude). Utiliser un filtre à mailles d&#39;acier (0,2 mm) sur les deux côtés de la colonne de verre. </li><li> Rincer les tubes reliés à la colonne et remplir avec une solution de fond (ou solution MWCNTs jusqu&#39;à ce que la vanne 3 voies pour contrôler le type d&#39;écoulement du liquide (MWCNTs solution ou de la solution de fond), comme illustré sur la figure 1. </li></ol></li><li> Wet-garniture de la colonne. <ol><li> Peser le sable propre sur une échelle et de prendre 124 g de sable propre pour la taille de la colonne sélectionnée. </li><li> Utilisation d&#39;une pompe péristaltique de grande précision. Étalonner la pompe pour atteindre 2 ml / min de débit des liquides. </li><li> Démarrer la pompe pour remplir la colonne par le bas jusqu&#39;à ce que le niveau d&#39;eau se trouve à quelques centimètres au-dessus du fond de la colonne. Mettez environ 1/10 e de la sable, mesurée à la fois dans la colonne mais assurez-vous que le niveau de sable ne vient pas au-dessus du niveau d&#39;eau dans la colonne. Continuer le débit d&#39;eau à la colonne continue de rester au-dessus du niveau du sable. </li><li> Fermez le bouchon de colonne avec maille de filtre approprié après le remplissage complet. </li><li> Laisser la colonne à garnissage à écoulement pendant au moins une heure. Les différents paramètres de la colonne sont indiqués dans le Tableau 1. </li></ol></li><li> test de Tracer. <ol><li> Sacidulée l&#39;expérience de la colonne avec un essai de traçage avant les expériences de solutions MWCNT. </li><li> Placez la vanne 3 voies à la solution de traceur (à l&#39;aide alimentaire traceur couleur à 20 mg / L) pour commencer l&#39;expérience. </li><li> Recueillir les échantillons de sortie de la colonne à toutes les 2 min (soit 4 ml / échantillons dans chaque tube d&#39;échantillonnage) en utilisant le collecteur de fractions connecté comme représenté sur la figure 1. </li><li> Continuer d&#39;injecter la solution de traceur pour un volume de 4,32 pores (ce est à dire, la solution passe 4,32 fois de l&#39;espace vide total des pores dans la colonne remplie de sable), qui est aussi appelé la phase I de l&#39;expérience. </li><li> Mettez la vanne 3 voies se écouler la solution de fond (eau DI dans le cas de l&#39;expérience de traceur) pour un autre volume de pores 4,32. </li></ol></li><li> Préparation de la solution de MWCNT. <ol><li> Ajouter un dispersée, une solution de MWCNT fonctionnalisé en plaçant 15 mg de MWCNT fonctionnalisés dans un bêcher de 300 ml contenant 200 ml de solution aqueuse (avec solutio souhaitéen chimie-à-dire, pH 5 et 2 mM de résistance ionique à l&#39;état expérimental actuel) et en utilisant une sonde d&#39;homogénéisation aux ultrasons placé dans le bêcher (avec 40% de la puissance de sortie pendant 15 min). Mélanger la solution de MWCNT dispersée avec encore 800 ml de la même solution aqueuse pour obtenir la concentration de MWCNT 15 mg / L. </li><li> Effectuer microscopie électronique à balayage (MEB) analyse d&#39;image de la solution mère pour leur taille et la forme de la nanoparticule après fonctionnalisation. </li></ol></li><li> Expérience de transport MWCNT. <ol><li> Placez la vanne 3 voies à la solution de MWCNT pour commencer l&#39;expérience de la colonne. </li><li> Recueillir les échantillons de sortie de la colonne à chaque deux minutes en utilisant le collecteur de fractions connecté. </li><li> Injecter la solution MWCNT pour un volume de 4,32 pores (de la phase I de l&#39;expérience). </li><li> Placez la vanne 3 voies se écouler la solution de fond pour un autre volume de 4,32 pores, qui est appelé la phase II de l&#39;expérience. </li><li> Changez le tube d&#39;injection de background solution dans la bouteille d&#39;eau DI (après l&#39;arrêt de la pompe pendant un moment pour éviter l&#39;entrée d&#39;air du tube) et continuer le flux pour un autre volume de 4,32 pores, qui est appelé la phase III de l&#39;expérience. </li></ol></li><li> L&#39;analyse des échantillons. <ol><li> Transférez tous les échantillons de tubes de collecteur de fraction dans un rack de tube. </li><li> Préparer un spectrophotomètre UV / VIS pour l&#39;analyse de l&#39;échantillon, ce est à dire, trouver la longueur d&#39;onde de balayage appropriée pour la quantification des échantillons prélevés. Utilisez 400 nm pour une solution MWCNT et une longueur d&#39;onde de 333 nm pour la solution de traceur. </li><li> Analyser tous les échantillons prélevés dans la colonne au cours des phases I, II, et III en utilisant une cuvette à 400 nm de longueur d&#39;onde (ou une longueur d&#39;onde différente se il est jugé plus approprié à l&#39;étape précédente) et stocker les données. </li><li> Récupérer les données de l&#39;spectrophotomètre et les tracer en fonction du temps ou du volume des pores pour obtenir des courbes de rupture comme le montrent les résultats représentatifs (par exemple, la Figure3). </li><li> Effectuer l&#39;analyse de la taille (diamètre hydrodynamique) d&#39;échantillons d&#39;entrée et de sortie à l&#39;aide de calibreur zêta et effectuer la visualisation étudié pour les deux échantillons d&#39;entrée et de sortie en utilisant la microscopie électronique à balayage. </li></ol></li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Effet de fonctionnalisation MWCNT Comme la figure 2 confirme la stabilité de MWCNT fonctionnalisés, la différence observée dans le volume élué de MWCNT était due à fonctionnalisation et en particulier en raison de l&#39;addition d&#39;un groupe carboxyle (-COOH) des groupes à la surface des MWCNT (figures 3 et 4). Dans le processus de fonctionnalisation similaire, la présence d&#39;oxygène a été confirmée par X...

Avec le développement récent dans les nanotechnologies qui utilise différents types de nanoparticules pour améliorer un certain nombre de technologies dans des secteurs comme la technologie de l&#39;information, l&#39;énergie, les sciences environnementales, la médecine, la sécurité intérieure, la sécurité alimentaire, et le transport; une compréhension approfondie du transport et la rétention des nanoparticules dans le sol et les eaux souterraines est essentiel pour l&#39;évaluation des risques ainsi que des applications environnementales des nanoparticules manufacturées 1-3. Les nanotubes de carbone (NTC) sont une des nanoparticules à base de carbone produites plus 2,4. NTC sont la forme longue et cylindrique de graphène avec un diamètre généralement inférieur à 100 nm et une longueur dans la plage de 100 nm à 50 um. Ils ont des propriétés uniques, qui ont accéléré leur utilisation dans de nombreuses applications, telles que l&#39;électronique, l&#39;optique, les cosmétiques et la technologie biomédicale (par exemple, les matériaux composites) 5. Avec l&#39;utilisation accrue, il ya aussi une augmentation de la rISK à l&#39;exposition humaine et les effets sur la santé ainsi que des conséquences écologiques indésirables suivants CNT et d&#39;autres nanomatériaux à base de carbone disposition pour l&#39;environnement 5-8. En l&#39;absence de modifications de surface (non fonctionnalisés), les NTC sont extrêmement hydrophobe et ont tendance à se agréger dans une solution aqueuse. NTC fonctionnalisés peuvent, cependant, restent dispersées et stable dans des solutions aqueuses et sont utilisés à des fins biomédicales telles que la livraison de drogue 9. Ici, il est essentiel que les NTC restent dispersées et mobilisés, de sorte que le médicament peut être délivré dans le corps humain 10. D&#39;autre part, à réduire les risques environnementaux, il ya un besoin pour des études portant sur ​​la façon d&#39;immobiliser les NTC afin d&#39;éviter leur entrée dans les aquifères et des ressources d&#39;eau potable 11. Des études récentes ont signalé l&#39;effet toxique de NTC sur les organismes vivants et aussi des risques pour les écosystèmes en termes de NTC qui entrent et qui se accumulent dans les chaînes alimentaires, carNTC sont difficiles à biodégrader 5,8. Même avec les systèmes de barrière dans les décharges contenant des nanotubes de carbone, il peut être possible pour les CNT à passer à travers les barrières. Dans de tels cas NTC pourraient entrer en réservoirs d&#39;eau souterraine et les masses d&#39;eau de surface. Comme les règlements d&#39;élimination de la CNT ne sont pas bien définis et des mécanismes de transport sont mal compris, une meilleure compréhension de la mobilité des NTC est nécessaire de formuler et de conception de systèmes d&#39;élimination appropriée 12. Par conséquent, il est important d&#39;étudier et de comprendre le devenir et le transport des NTC dans les milieux poreux et l&#39;effet de facteurs physiques et chimiques couramment présents dans l&#39;environnement souterrain sur la surface modifiée rétention CNT. Un certain nombre de recherches ont été menées sur l&#39;effet de la taille de grains de collecteur 13-15, débit 16, et les propriétés de surface des grains 17 sur le transport des nanoparticules dans les milieux poreux. Cependant, des enquêtes systématiques sur l&#39;effet de solutchimie ions (tels que le pH et la force ionique) sur le dépôt possible sur les surfaces collectrices sont encore limitées 18-20. En outre, l&#39;effet combiné de facteurs physiques, chimie de la solution du milieu, et les propriétés de surface des nanotubes de carbone ne est pas bien comprise et varie dans la littérature différente. Dans cette étude, une méthode de préparation pour la modification de surface de MWCNTs sera démontré avec une colonne en laboratoire systématique emballé avec du sable nettoyés à l&#39;acide quartz sera utilisée pour étudier le transport, la conservation et la remobilisation de NTC à surface modifiée dans les milieux poreux saturés .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="750">
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Name of Material/ Equipments</td>
			<td style="width:228px;">Company</td>
			<td style="width:169px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:171px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">MWCNT</td>
			<td style="width:228px;">Cheap Tubes Inc., USA</td>
			<td style="width:169px;">sku-03040304</td>
			<td style="width:171px;">Purchased as semi-functionlized powder</td>
		</tr>
		<tr height="148">
			<td height="148" style="height:148px;width:183px;">Quartz sand</td>
			<td style="width:228px;">Sibelco Nordic, Baskarp, Sweden</td>
			<td style="width:169px;">B44</td>
			<td style="width:171px;">Purchased with more than 91% silica sand</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">H2SO4</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.01833.2500</td>
			<td style="width:171px;">95-97% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">HNO3</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.00441.1000</td>
			<td style="width:171px;">70% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">HCl</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.00317.2500</td>
			<td style="width:171px;">37-38% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">H2O2</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">23615.248</td>
			<td style="width:171px;">30% purity</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">NaCl</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">1.06404.0500</td>
			<td style="width:171px;">99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:183px;">NaOH</td>
			<td style="width:228px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:169px;">S8045-500G</td>
			<td style="width:171px;">99.99% pur pellets&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Ultrasonic Homogenizer</td>
			<td style="width:228px;">Biologics Inc. Manassas, Virginia</td>
			<td style="width:169px;">Model 3000, 0-127-0002</td>
			<td style="width:171px;">Operated for fix time interval</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Sonicator (bath)</td>
			<td style="width:228px;">Kerry Ultrasonic Ltd</td>
			<td style="width:169px;">1808</td>
			<td style="width:171px;">Common bath sonicator</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Peristaltic pump</td>
			<td style="width:228px;">Ismantec, Glattbrugg, Switzerland</td>
			<td style="width:169px;">ISM931</td>
			<td style="width:171px;">Work with tygon tubing in the pump</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:183px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:228px;">Hach Lange</td>
			<td style="width:169px;">DR500, LPV408.99.0001</td>
			<td style="width:171px;">Operate with manual cuvette as well as automated sampling</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">pH meter</td>
			<td style="width:228px;">Metrohm</td>
			<td style="width:169px;">781</td>
			<td style="width:171px;">pH analysis</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Glass column</td>
			<td style="width:228px;">Chromaflex</td>
			<td style="width:169px;">420830-1510</td>
			<td style="width:171px;">Column with adjustable cap</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:183px;">Fraction collector</td>
			<td style="width:228px;">Spectrum Labs Europe</td>
			<td style="width:169px;">CF-2, 124846</td>
			<td style="width:171px;">Fixed at regular interval of time</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Fraction collector tubes</td>
			<td style="width:228px;">VWR</td>
			<td style="width:169px;">212-9599</td>
			<td style="width:171px;">6 ml volume glass tube</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Hot plate stir</td>
			<td style="width:228px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:169px;">SP131320-33</td>
			<td style="width:171px;">Adjustable tempurature</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Oven</td>
			<td style="width:228px;">Elektro Helios</td>
			<td style="width:169px;">259</td>
			<td style="width:171px;">For oven dry of sand</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:183px;">Balance</td>
			<td style="width:228px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:169px;">AE 160</td>
			<td style="width:171px;">For accurate weight</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transport of surface-modified carbon nanotubes through a soil column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

Effet de fonctionnalisation MWCNT La solution de MWCNT fonctionnalisé et dispersé a été scellé dans le récipient pour permettre à la solution d&#39;atteindre l&#39;équilibre. Il n&#39;y avait ni sédimentation ni l&#39;agrégation observée dans la solution mère après sonication, que le diamètre hydrodynamique de MWCNT (1619 ± 262 nm) dans la solution est restée la même pendant six mois de traitement par ultrasons (Figure 2). Pour étudier l&#3...

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Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

Le transport des nanotubes de carbone modifiés en surface par une colonne de sol

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

transport-of-surface-modified-carbon-nanotubes-through-a-soil-column

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.4K vues.  Nalanda University. Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles. 

Vidéo: Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) membranes have been under development since the 1990's and have become a common method to template the synthesis of high aspect ratio nanostructures, mostly by electrochemical growth or pore-wetting. Recently, these membranes have become commercially available in a wide range of pore sizes and densities, leading to an extensive library of functional nanostructures being synthesized from AAO membranes. These include composite nanorods, nanowires and nanotubes made of metals, inorganic materials or polymers 3-10. Nanoporous membranes have been used to synthesize nanoparticle and nanotube arrays that perform well as refractive index sensors, plasmonic biosensors, or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates 11-16, as well as a wide range of other fields such as photo-thermal heating 17, permselective transport 18, 19, catalysis 20, microfluidics 21, and electrochemical sensing 22, 23. Here, we report a novel procedure to prepare gold nanotubes in AAO membranes. Hollow nanostructures have potential application in plasmonic and SERS sensing, and we anticipate these gold nanotubes will allow for high sensitivity and strong plasmon signals, arising from decreased material dampening 15.

Solution-suspendable gold nanotubes with controlled dimensions can be synthesized by electrochemical deposition in porous anodic aluminum oxide (AAO) membranes using a hydrophobic polymer core. Gold nanotubes and nanotube arrays hold promise for applications in plasmonic biosensing, surface-enhanced Raman spectroscopy, photo-thermal heating, ionic and molecular transport, microfluidics, catalysis and electrochemical sensing.

Modèle Réalisé Synthèse de nanotubes d&#39;or plasmoniques avec IR Absorbance accordable

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Recherche

Chimie

Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants

The dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100 mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate samples. These samples were used as simulants for soil and contained minor and trace elements commonly found in soil at a wide range of concentrations. For this study, over 100 calibration curves were prepared using different pulse energies and timing parameters; detection limits and sensitivities were determined from the calibration curves. Plasma temperatures were also measured using Boltzmann plots for the various energies and the timing parameters tested. The electron density of the plasma was calculated using the full-width half maximum (FWHM) of the hydrogen line at 656.5 nm over the energies tested. Overall, the results indicate that the use of lower pulse energies and non-gated detection do not seriously compromise the analytical results. These results are very relevant to the design of field- and person-portable LIBS instruments.

LIBS detection capabilities on soil simulants were tested using a range of pulse energies and timing parameters. Calibration curves were used to determine detection limits and sensitivities for different parameters. Generally, the results showed that there was not a significant reduction in detection capabilities using lower pulse energies and non-gated detection.

Dépendance de Laser-induites Répartition spectroscopie Résultats sur les énergies d&#39;impulsions et paramètres de temporisation aide de simulateurs Pédo

The  dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100  mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in understanding contaminant mass transport and the ability to decontaminate materials. If a material is contaminated, over time, the transport of highly toxic chemicals (such as chemical warfare agent species) out of the material can result in vapor exposure or transfer to the skin, which can result in percutaneous exposure to personnel who interact with the material. Due to the high toxicity of chemical warfare agents, the release of trace chemical quantities is of significant concern. Mapping subsurface concentration distribution and transport characteristics of absorbed agents enables exposure hazards to be assessed in untested conditions. Furthermore, these tools can be used to characterize subsurface reaction dynamics to ultimately design improved decontaminants or decontamination procedures. To achieve this goal, an inverse analysis mass transport modeling approach was developed that utilizes time-resolved mass spectroscopy measurements of vapor emission from contaminated paint coatings as the input parameter for calculation of subsurface concentration profiles. Details are provided on sample preparation, including contaminant and material handling, the application of mass spectrometry for the measurement of emitted contaminant vapor, and the implementation of inverse analysis using a physics-based diffusion model to determine transport properties of live chemical warfare agents including distilled mustard (HD) and the nerve agent VX.

In this paper, a procedure for quantifying the mass transport parameters of chemicals in various materials is presented. This process involves employing an inverse-analysis based diffusion model to vapor emission profiles recorded by real-time, mass spectrometry in high vacuum.

Une approche d&#39;analyse inverse à la caractérisation des Transports chimique dans les peintures

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Tuning a Parallel Segmented Flow Column and Enabling Multiplexed Detection

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms of efficiency and sensitivity and to enable multiplexed detection. This form of AFT uses a parallel segmented flow (PSF) column. A PSF column outlet end-fitting consists of 2 or 4 ports, which can be multiplexed to connect up to 4 detectors. The PSF column not only allows a platform for multiplexed detection but also the combination of both destructive and non-destructive detectors, without additional dead volume tubing, simultaneously. The amount of flow through each port can also be adjusted through pressure management to suit the requirements of a specific detector(s). To achieve multiplexed detection using a PSF column there are a number of parameters which can be controlled to ensure optimal separation performance and quality of results; that is tube dimensions for each port, choice of port for each type of detector and flow adjustment. This protocol is intended to show how to use and tune a PSF column functioning in a multiplexed mode of detection.

Here, we present a protocol for the operation and tuning of parallel segmented flow chromatography columns to enable multiplexed detection.

Tuning une colonne sectorielle écoulement parallèle et Activation de la détection multiplexée

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms ...

Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially purpose built multiport end-fitting(s). Curtain Flow (CF) columns belong to the AFT suite of columns, specifically the CF column is designed so that the sample is injected into the radial central region of the bed and a curtain flow of mobile phase surrounding the injection of solute prevents the radial dispersion of the sample to the wall. The column functions as an 'infinite diameter' column. The purpose of the design is to overcome the radial heterogeneity of the column bed, and at the same time maximize the sample load into the radial central region of the column bed, which serves to increase detection sensitivity. The protocol described herein outlines the system and CF column set up and the tuning process for an optimized infinite diameter 'virtual' column.

Here, we present a protocol for the operation and optimization of Active Flow Technology (AFT) column in Curtain flow (CF) mode for enhanced separation performance.

Rideau Colonne Débit: Optimisation de l&#39;efficacité et sensibilité

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially ...

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

Préparation Facile d&#39;intérieur auto-assemblées particules lipides stabilisés par des nanotubes de carbone

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Preparation of Carbon Nanosheets at Room Temperature

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into defined aggregates in aqueous media and at the air-water interface. In the aggregated state, the oligoynes can then be carbonized under mild conditions while preserving the morphology and the embedded chemical functionalization. This novel approach provides direct access to functionalized carbon nanomaterials. In this article, we present a synthetic approach that allows us to prepare hexayne carboxylate amphiphiles as carbon-rich siblings of typical fatty acid esters through a series of repeated bromination and Negishi-type cross-coupling reactions. The obtained compounds are designed to self-assemble into monolayers at the air-water interface, and we show how this can be achieved in a Langmuir trough. Thus, compression of the molecules at the air-water interface triggers the film formation and leads to a densely packed layer of the molecules. The complete carbonization of the films at the air-water interface is then accomplished by cross-linking of the hexayne layer at room temperature, using UV irradiation as a mild external stimulus. The changes in the layer during this process can be monitored with the help of infrared reflection-absorption spectroscopy and Brewster angle microscopy. Moreover, a transfer of the carbonized films onto solid substrates by the Langmuir-Blodgett technique has enabled us to prove that they were carbon nanosheets with lateral dimensions on the order of centimeters.

We present the synthesis of an amphiphilic hexayne and its use in the preparation of carbon nanosheets at the air-water interface from a self-assembled monolayer of these reactive, carbon-rich molecular precursors.

Préparation de nanofeuillets carbone à température ambiante

Amphiphilic molecules equipped with a reactive, carbon-rich "oligoyne" segment consisting of conjugated carbon-carbon triple bonds self-assemble into ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous solution. In a carbon nanotube/PEO105-PPO70-PEO105 (poloxamer 407) aqueous solution, the amphiphilic poloxamer 407 adsorbs onto the carbon nanotube surfaces and self-assembles into continuous layers, driven by intermolecular interactions between constituent molecules. The addition of 5-methylsalicylic acid changes the self-assembled structure from spherical-micellar to a cylindrical morphology. The fabricated poloxamer 407/carbon nanotube hybrid particles exhibit thermo-responsive structural features so that the density and thickness of poloxamer 407 layers are also reversibly controllable by varying temperature. The detailed structural properties of the poloxamer 407/carbon nanotube particles in suspension can be characterized by small-angle neutron scattering experiments and model fit analyses. The distinct curve shapes of the scattering intensities depending on temperature control or addition of aromatic additives are well described by a modified core-shell cylinder model consisting of a carbon nanotube core cylinder, a hydrophobic shell, and a hydrated polymer layer. This method can provide a simple but efficient way for the fabrication and in-situ characterization of carbon nanotube-based nano particles with a structure-tunable encapsulation.

A method for the functionalization of carbon nanotubes with structure-tunable polymeric encapsulation layers and structural characterization using small-angle neutron scattering is presented.

Fonctionnalisation de Simple paroi Carbon Nanotubes avec Thermo-réversibles Copolymères blocs et Caractérisation par petits angles de diffusion neutronique

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under physiologically relevant conditions.1 These measurements are performed on living biofilms in aqueous medium using source and drain electrodes patterned on a glass surface in a specialized configuration referred to as an interdigitated electrode (IDA) array. A biofilm is grown that extends across the gap connecting the source and drain. Potentials are applied to the electrodes (ES and ED) generating a source-drain current (ISD) through the biofilm between the electrodes. The dependency of electrical conductivity on gate potential (the average of the source and drain potentials, EG = [ED + ES]/2) is determined by systematically changing the gate potential and measuring the resulting source-drain current. The dependency of conductivity on gate potential provides mechanistic information about the extracellular electron transport process underlying the electrical conductivity of the specific biofilm under investigation. The electrochemical gating measurement method described here is based directly on that used by M. S. Wrighton2,3 and colleagues and R. W. Murray4,5,6 and colleagues in the 1980&#39;s to investigate thin film conductive polymers.

A protocol for measuring electrical conductivity of living microbial biofilms under physiologically relevant conditions is presented.

Caractérisation de Transport des électrons par l’intermédiaire de Biofilms de vie

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a free-radical polymerization strategy to enable the modulation of the nanotube surface properties and produce supramolecular self-assembly of the nanostructures. First, a selective hydroxylation of the pristine nanotubes through a biphasic catalytically mediated oxidation reaction creates superficially distributed reactive sites at the sidewalls. The latter reactive sites are subsequently modified with methacrylic moieties using a silylated methacrylic precursor to create polymerizable sites. Those polymerizable groups can address further polymerization of styrene to produce a hybrid nanomaterial containing PS chains grafted to the nanotube sidewalls. The polymer-graft content, amount of silylated methacrylic moieties introduced and hydroxylation modification of the nanotubes are identified and quantified by Thermogravimetric Analysis (TGA). The presence of reactive functional groups hydroxyl and silylated methacrylate are confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Polystyrene-grafted carbon nanotube solutions in tetrahydrofuran (THF) provide wall-to-wall collinearly self-assembled nanotubes when cast samples are analyzed by transmission electron microscopy (TEM). Those self-assemblies are not obtained when suitable blanks are similarly cast from analogous solutions containing non-grafted counterparts. Therefore, this method enables the modification of the nanotube anisotropic patchiness at the sidewalls which results into spontaneous auto-organization at the nanoscale.

A procedure for the synthesis of polystyrene-grafted multiwalled carbon nanotubes using successive chemical modification steps to selectively introduce the polymer chains to the sidewalls and their self-assembly via anisotropic patchiness is presented.

Greffage des Nanotubes de carbone multiparois avec polystyrène pour permettre à l’auto-assemblage et morcellement anisotrope

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...