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

1. Functionalization של פחמן Multiwalled <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל צעד functionalization בתוך מנדף, באמצעות משקפיים בטיחות, כפפות ומעייל מעבדה. מדוד 24 מיליליטר של חומצה גופרתית וחומצת 8 מיליליטר של חנקה באמצעות גליל סיים, ולאחר מכן להעביר אותם לתוך מבחנה. להוסיף 32 מ&quot;ג של MWCNTs שלא טופל לתוך מבחנה באמצעות מיכל נייר אלומיניום במשקל אנליטי (ריכוז סופי צריך להיות 1 מ&quot;ג / מיליליטר של תערובת חומצה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, לשמור על הכוס עם MWCNT ותערובת חומצה בשואב קולי (אמבטיה) לשעה 2 ב RT. לאחר מכן, חום ומערבבים את פתרון MWCNT-החומצה במשך 5 שעות על 90 מעלות צלזיוס באמצעות צלחת חמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את ההשעיה CNT עם קרום 0.2 מיקרומטר לסנן נקבובית PTFE הקוטר הניח על בעל מסנן, ולהשתמש בשואב אבק כדי לעזור סינון. לבצע את חלק הסינון על ידי חלק ולהשתמש בכמה ממברנות סינון (כ 1/4 ה של תערובת מעל למנה למסנן אחד). מוסיף מים רותחיםבמהלך תהליך סינון כדי לסנן פתרון החומצה עד pH של התערובת הופך יותר מ -5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמיד לשבור את הוואקום לפני שהוא כבוי ולא להכניס שום דבר למערכת הוואקום. השתמש בכוס חרוטי כדי לאסוף את נוזלי הפסולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים חומצת filtrated לתוך מיכל פסולת (לשלוח את מיכל הפסולת למתקן טיפול בפסולת או לדלל את הנוזל לפני שזרקת אותו לכיור על ידי הוספה לפחות עשר פעמים במים ברז). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את קרומי מסנן עם MWCNTs נשמרים למתאדים מנות ולשים את הכלים בייבוש (מכיל כ -100 גרם של סיליקה ג&#39;ל) וליצור סביבת ואקום (להשאיר הוואקום בכ 1 שעה) לCNT כדי להשלים ייבוש (כ 24 שעות ). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגרד את הצינוריות מהקרומים באמצעות מרית בזהירות ולהעביר את החלקיקים לתוך מיכל נקי. לשקול את אבקת MWCNTs ולתייג את המכל לשימוש עתידי. </li></ol></li></ol> 2. ריטהשלנו מדיה לניסויים בתחבורה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 0.1 פתרון M HCl לשטיפת חומצה של חול סיליקה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל פעולות הבאות בתוך מנדף עם משקפיים בטיחות, כפפות, ומעייל מעבדה. להוסיף 1 ליטר מים דה המיונן לבקבוק 2 ליטר. למדוד 8 מיליליטר של 37% HCl באמצעות גליל סיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את HCl למים דה המיונן בזהירות. לנער את הבקבוק בזהירות כדי לסייע ערבוב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את החול עם פתרון HCl מוכן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל כ -1,000 חול g. להוסיף 1/3 של חול לתוך הבקבוק עם פתרון HCl ולנער את הבקבוק פעמיים כדי לעזור ערבוב ואז להוסיף שאר החול (1/3 מהחול בכל פעם). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנער את הבקבוק שלוש פעמים ולהשאיר את החומצה עם חול למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את הנוזל מתוך הבקבוק למכל פסולת חומצה ולשטוף את החול במי דה המיונן לפחות 8 פעמים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את החול עם פתרון 2 O 2 H. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 700 מיליליטר מים דה מיונן להבקבוק עם חול אז למדוד 40 מיליליטר של H 30% 2 O 2 פתרון באמצעות גליל סיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את 2 O 2 פתרון H לתוך בקבוק עם חול ולנער פעמיים כדי לעזור ערבוב. ואז להוסיף עוד 40 מיליליטר של H 30% 2 O 2 פתרון 3 פעמים עד שיש כולל H 2 O 2 מיליליטר 160 בבקבוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Shake ומערבבים את הפתרון וחול בכל פעם ולהשאיר את פתרון H 2 O 2 בחול במשך 40 דקות, כדי לאפשר התגובה להסתיים. לנער את הבקבוק ומערבבים את החול עם מוט פלסטיק בכל 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למזוג את הנוזל עד לכיור ולהפעיל במים ברז למשך 30 שניות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף ולייבש את החול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את החול במי דה המיונן לפחות 8 פעמים כדי להיפטר מכל פתרון או שמאלה על פני מוצרי תגובה. לנער ומערבבים היטב כאשר שטיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים בקבוק עם חול נשטף לתוך תנור (105 מעלות צלזיוס) במשך 24 שעות לייבוש, ואז לקחת חול מהתנור באמצעותתנור כפפה ולהשאיר בדלפק לשעה 2 לחול להתקרר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את החול הנקי לתוך מיכל פלסטיק. סמן את המכל ולמקם אותו במדף מתאים להיות מוכן לשימוש. </li></ol></li></ol> 3. ניסויי טור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת פתרון רקע. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן כימיה פתרון רקע מתאימה לניסוי העמודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 0.1 M HCl ו -0.1 פתרונות M NaOH להתאים את ה- pH ומלח NaCl כדי להשיג כוח יוני מתאים לניסוי הבא. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחירת עמודה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר עמודת כוס בקוטר 2.5 סנטימטר ובאורך 15 סנטימטר לצורך הניסוי הזה (pH: 5 וכוח יוני: 2 מ&quot;מ במחקר הנוכחי). שימוש במסנן רשת פלדה (0.2 מ&quot;מ) משני צידי טור הזכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את הצינורות מחוברים לעמודה ולמלא עם פתרון רקע (או פתרון MWCNTs עד שסתום 3-דרך לשלוט בסוג של זרימת נוזל (solutio MWCNTsn או פתרון רקע), כפי שמוצג באיור 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רטובה-אריזה של העמודה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את החול הנקי בקנה מידה ולקחת 124 גרם של חול נקי לגודל העמודה הנבחרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במשאבת peristaltic דיוק גבוה. כייל את המשאבה כדי להשיג 2 מיליליטר / דקה של זרימת נוזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל משאבה כדי למלא את העמודה מלמטה עד מפלס המים הוא כמה סנטימטרים מעל תחתית הטור. שים כ 1/10 ה של החול נמדד בכל פעם לתוך הטור אבל לוודא כי רמת החול לא באה מעל פני המים בעמודה. המשך זרימת המים לעמודה ברציפות כדי להישאר מעל לרמת החול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את כובע הטור עם רשת מסנן מתאימה לאחר מילוי מלא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר לטור ארוז לזרום במשך שעה לפחות 1. הפרמטרים הבודדים של הטור מצוינים בטבלה 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחן Tracer. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sעוקצני ניסוי הטור עם מבחן נותב לפני ניסויי פתרון MWCNT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור את שסתום 3-בדרך לפתרון נותב (באמצעות נותב צבע מזון בטמפרטורה של 20 מ&quot;ג / ליטר) כדי להתחיל את הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את דגימות יצוא מהעמודה בכל 2 דקות (כלומר, 4 מיליליטר / דגימות בכל צינור דגימה) באמצעות אספן החלק המחובר כפי שמוצג באיור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך להזריק את הפתרון נותב ל4.32 נפח נקבובית (כלומר, הפתרון עובר 4.32 פעמים מן השטח הכולל הנקבובית ריק בעמודה ארוזה החול), אשר נקרא גם שלב I של הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור את שסתום 3 כיוונים לזרום פתרון רקע (מים די במקרה של ניסוי נותב) לעוד 4.32 נפח נקבובית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת פתרון MWCNT. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך פתרון MWCNTs, פונקציונליות פוזר על ידי הצבת 15 מ&quot;ג של MWCNTs פונקציונליות בכוס 300 מיליליטר המכילה 200 מיליליטר של תמיסה מימית (עם solutio הרצויכלומר n כימיה, pH 5 ו -2 מ&quot;מ כוח יוני בתנאי הניסוי הנוכחיים) ובאמצעות בדיקה אולטרא סאונד homogenizer להציב בכוס (עם 40% תפוקת חשמל במשך 15 דקות). מערבבים את פתרון MWCNTs התפזר עם עוד 800 מיליליטר של אותה התמיסה מימית כדי להשיג את ריכוז MWCNT של 15 מ&quot;ג / ליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניתוח תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) סריקה של פתרון מניות לגודל והצורה של ננו-החלקיקים לאחר functionalization. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסוי תחבורת MWCNT. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור את שסתום 3-בדרך לפתרון MWCNT להתחיל ניסוי העמודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את דגימות יצוא מהעמודה בכל 2 דקות באמצעות אספן החלק המחובר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזריק את פתרון MWCNT ל4.32 נפח נקבובית (שלב I של הניסוי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור את שסתום 3 הכיוונים לזרום פתרון רקע לעוד 4.32 נפח נקבובית, הנקרא שלב II של הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שנה את צינור ההזרקה של backgroפתרון und לתוך בקבוק המים DI (לאחר הפסקת המשאבה לרגע, כדי למנוע הכניסה של אוויר מהצינור) ולהמשיך את הזרימה לעוד 4.32 נפח נקבובית, הנקרא שלב III של הניסוי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח מדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את כל דגימות הצינור מחלק לאספן מתלה צינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן ספקטרופוטומטר UV / VIS לניתוח מדגם, כלומר, לברר את אורך הגל המתאים לסריקת כימות של הדגימות שנאספו. השתמש 400 nm לפתרון MWCNT ואורך גל 333 ננומטר לפתרון נותב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסרוק את כל הדגימות שנאספו מהעמודה בשלבי I, II, III ובאמצעות קובט באורך גל של 400 ננומטר (או אורך גל שונה, אם כמתאים יותר בשלב הקודם) ולאחסן את הנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את הנתונים מספקטרופוטומטר ולתכנן אותם לעומת זמן או נפח נקבובית כדי להשיג פריצת דרך עקומות כפי שמוצג בתוצאות הנציג (לדוגמא, איור3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניתוח גודל (קוטר הידרודינמית) של דגימות יבוא ו יצוא באמצעות סייזר zeta ולנהל ההדמיה למדה בשני קבוצות, יבוא ויצוא באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Maynard, A. D., 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=Safe+handling+of+nanotechnology.">Safe handling of nanotechnology.</a> Nature. 444, 267-269 (2006).</li><li>Mauter, M., Elimelech, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+applications+of+carbon-based+nanomaterials.">Environmental applications of carbon-based nanomaterials.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (16), 5843-5859 (2008).</li><li>Darka-Kagy, K., Khodadoust, A. P., Reddy, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactivity+of+aluminum+lactate-modified+nanoscale+iron+particles+with+pentachlorophenol+in+soils.">Reactivity of aluminum lactate-modified nanoscale iron particles with pentachlorophenol in soils.</a> Environ. Eng. Sci. 27 (10), 861-869 (2010).</li><li>Lin, D., 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=Fate+and+transport+of+engineered+nanomaterials+in+the+environment.">Fate and transport of engineered nanomaterials in the environment.</a> J. Environ. Qual. 39 (6), 1896-1908 (2010).</li><li>Petersen, E. 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=Potential+release+pathways,+environmental+fate,+and+ecological+risks+of+carbon+nanotubes.">Potential release pathways, environmental fate, and ecological risks of carbon nanotubes.</a> Environ. Sci. Technol. 45 (23), 9837-9856 (2011).</li><li>Wiesner, M., Bottero, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Environmental nanotechnology. , (2007).</li><li>Klaine, S. 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=Nanomaterials+in+the+environment:+Behavior,+fate,+bioavailability,+and+effects.">Nanomaterials in the environment: Behavior, fate, bioavailability, and effects.</a> Environ. Toxicol. Chem. 27 (9), 1825-1851 (2008).</li><li>Wang, 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=Toxicity+effects+of+four+typical+nanomaterials+on+the+growth+of+Escherichia+coli,+Bacillus+subtilis+and+Agrobacterium+tumefaciens.">Toxicity effects of four typical nanomaterials on the growth of Escherichia coli, Bacillus subtilis and Agrobacterium tumefaciens.</a> Environ. Earth Sci. 65 (6), 1643-1649 (2012).</li><li>Shen, M., 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=Polyethyleneimine+mediated+functionalization+of+multi-walled+carbon+nanotubes:+Synthesis+characterization,+and+in+vitro+toxicity+assay.">Polyethyleneimine mediated functionalization of multi-walled carbon nanotubes: Synthesis characterization, and in vitro toxicity assay.</a> J. Phys. Chem. C. 113 (8), 3718-3724 (2009).</li><li>Sahithi, K., 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=Polymeric+conposites+containing+carbon+nanotubes+for+bone+tissue+engineering.">Polymeric conposites containing carbon nanotubes for bone tissue engineering.</a> Int. J. Biol. Marcomol. 46 (3), 281-283 (2010).</li><li>Petersen, E., Huang, Q., Weber, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioaccumulation+of+radio-labeled+carbon+nanotubes+by+Eisnia+Foetida.">Bioaccumulation of radio-labeled carbon nanotubes by Eisnia Foetida.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (8), 3718-3724 (2008).</li><li>Gottschalk, F., 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=Modeled+Enrionmental+concentrations+of+engineered+nanomaterials+for+different+regions.">Modeled Enrionmental concentrations of engineered nanomaterials for different regions.</a> Enrviron. Sci. Technol. 43 (24), 9216-9222 (2009).</li><li>Liu, X., 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=et+al.Mobility+of+multiwalled+carbon+nanotubes+in+porous+media.Environ.">et al.Mobility of multiwalled carbon nanotubes in porous media.Environ.</a> Sci. Technol. 43 (21), 8153-8158 (2009).</li><li>Tian, Y., Gao, B., Ziegler, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+mobility+of+SDBS-dispersed+single-walled+carbon+nanotubes+in+saturated+and+unsaturated+porous.">High mobility of SDBS-dispersed single-walled carbon nanotubes in saturated and unsaturated porous.</a> J. Hazard. Mater. 186 (2-3), 1766-1772 (2011).</li><li>Mattison, N. T., 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=Impact+of+porous+media+grain+size+on+the+transport+of+multi-walled+carbon+nanotubes.">Impact of porous media grain size on the transport of multi-walled carbon nanotubes.</a> Environ. Sci. Technol. 45 (22), 9765-9775 (2011).</li><li>Kasel, D., 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=Limited+transport+of+functionlized+multi-walled+carbon+nanotubes+in+two+natural+soils.">Limited transport of functionlized multi-walled carbon nanotubes in two natural soils.</a> Environ. Pollution. 180, 152-158 (2013).</li><li>Yu, S., 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=Effects+of+humic+acid+and+Tween-80+on+behavior+of+decabromodiphenyl+ether+in+soil+columns.">Effects of humic acid and Tween-80 on behavior of decabromodiphenyl ether in soil columns.</a> Environ. Earth Sci. 69 (5), 1523-1528 (2013).</li><li>Jaisi, D. 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=Transport+of+single-walled+carbon+nanotubes+in+porous+media:+filtration+mechanisms+and+reversibility.">Transport of single-walled carbon nanotubes in porous media: filtration mechanisms and reversibility.</a> Environ. Sci. Technol. 42 (22), 8317-8323 (2008).</li><li>Tiraferri, A., Tosco, T., Sethi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+retention+of+microparticles+in+packed+sand+columns+at+low+and+intermediate+ionic+strengths:+experiments+and+mathematical+modeling.">Transport and retention of microparticles in packed sand columns at low and intermediate ionic strengths: experiments and mathematical modeling.</a> Environ. Earth Sci. 63 (4), 847-859 (2011).</li><li>Tian, Y., 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=Deposition+and+transport+of+functionalized+carbon+nanotubes+in+water-saturated+sand+columns.">Deposition and transport of functionalized carbon nanotubes in water-saturated sand columns.</a> J. Hazard. Mater. 213-214, 265-272 (2012).</li><li>Mekonen, A., Sharma, P., Fagerlund, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+mobilization+of+multiwall+carbon+nanotubes+in+quartz+sand+under+varying+saturation.">Transport and mobilization of multiwall carbon nanotubes in quartz sand under varying saturation.</a> Environ. Earth Sci. 71 (8), 3751-3760 (2014).</li><li>Sharma, P., Bao, D., Fagerlund, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+mobilization+of+functionalized+multiwall+carbon+nanotubes+in+saturated+porous+media:+effect+of+grain+size,+flow+velocity+and+solution+chemistry.">Deposition and mobilization of functionalized multiwall carbon nanotubes in saturated porous media: effect of grain size, flow velocity and solution chemistry.</a> Environ. Earth Sci. , (2014).</li><li>Phenrat, T., Lowry, G. V., Hotze, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+aggregation:+challenges+to+understanding+transport+and+reactivity+in+the+environment.">Nanoparticle aggregation: challenges to understanding transport and reactivity in the environment.</a> J. Environ. Qual. 39 (6), 1909-1924 (2010).</li><li>Crist, J. T., 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=Transport+and+retention+mechanisms+of+colloids+in+partially+saturated+porous+media.">Transport and retention mechanisms of colloids in partially saturated porous media.</a> Vadose Zone J. 4 (1), 184-195 (2005).</li><li>Jaisi, D. P., Elimelech, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-walled+carbon+nanotubes+exhibit+limited+transport+in+soil+columns.">Single-walled carbon nanotubes exhibit limited transport in soil columns.</a> Environ. Sci. Technol. 43 (24), 9161-9166 (2009).</li><li>Corapcioglu, M. Y., Choi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+colloid+transport+in+unsaturated+porous+media+and+validation+with+laboratory+column+data.">Modeling colloid transport in unsaturated porous media and validation with laboratory column data.</a> Water Resour. Res. 32 (12), 3437-3449 (1996).</li><li>Wan, J., Wilson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloid+transport+in+unsaturated+porous+media.">Colloid transport in unsaturated porous media.</a> Water Resour. Res. 30 (4), 857-864 (1994).</li><li>Wan, J., Wilson, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+the+role+of+the+gas-water+interface+on+the+fate+and+transport+of+colloids+in+porous+media.">Visualization of the role of the gas-water interface on the fate and transport of colloids in porous media.</a> Water Resour. Res. 30 (1), 11-24 (1994).</li><li>Bradford, S. A., 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=Physical+factors+affecting+the+transport+and+fate+of+colloids+in+saturated+porous+media.">Physical factors affecting the transport and fate of colloids in saturated porous media.</a> Water Resour. Res. 38 (12), (2002).</li><li>Bradford, S. A., Torkzaban, S., Walker, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+of+physical+and+chemical+mechanisms+of+colloid+straining+in+saturated+porous+media.">Coupling of physical and chemical mechanisms of colloid straining in saturated porous media.</a> Water Res. 41 (13), 3012-3024 (2007).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

השפעה של Functionalization MWCNT כאיור 2 מאשר את היציבות של MWCNTs פונקציונליות, ההבדל שנצפה בנפח eluted של MWCNT נבע functionalization ובעיקר בשל התוספת של carboxyl (-COOH) קבוצות אל פני השטח של MWCNTs (איורים 3 ו -4). בתהליך functionalizatio...

עם ההתפתחות האחרונה בננוטכנולוגיה שמשתמשת בסוגים שונים של חלקיקים כדי לשפר את מספר הטכנולוגיות בתעשיות כגון טכנולוגיית מידע, אנרגיה, מדעי סביבה, רפואה, ביטחון פנים, בטיחות מזון, ותחבורה; הבנה מעמיקה של התחבורה והשימור של חלקיקים בקרקע ומי תהום היא קריטית להערכת סיכונים, כמו גם יישומים סביבתיים של חלקיקים מהונדסים 1-3. צינורות פחמן (CNTs) הם אחד מהחלקיקים מבוססי פחמן מיוצרים ביותר 2,4. CNTs הוא הצורה הארוכה וגלילית של גרפן בקוטר בדרך כלל מתחת ל -100 ננומטר ואורך בטווח של 100 ננומטר ל -50 מיקרומטר. יש להם מאפיינים ייחודיים, שהתגברו השימוש שלהם ביישומים רבים, כגון אלקטרוניקה, אופטיקה, קוסמטיקה, וטכנולוגיה ביו-רפואית (לדוגמא, חומרים מרוכבים) 5. עם שימוש מוגבר, יש גם r מוגברISK לחשיפה של בני אדם והשפעה על בריאות, כמו גם השלכות אקולוגיות שליליות הבאים CNT וסילוק פחמן ננו מבוסס אחר לסביבה 5-8. ללא שינויי פני השטח (unfunctionalized), צינוריות מאוד הידרופובי ונוטות לצבור בתמיסה מימית. צינוריות פונקציונליות יכולות, עם זאת, תישארנה מפוזרות ויציבה בתמיסות מימיות ומשמשות למטרות ביו-רפואיות כגון משלוח סמים 9. הנה חיוני זה שהצינוריות תישארנה מפוזרות ומגויסות, כך שהתרופה יכולה להיות מועברת בגוף האדם 10. מצד השני, כדי להפחית את הסיכונים סביבתיים, יש צורך במחקרים המתמקדים באיך לשתק את הצינוריות על מנת למנוע הכניסה שלהם למי תהום ומקורות מים לשתייה 11. מחקרים שנעשו לאחרונה דיווחו על ההשפעה הרעילה של צינוריות על יצורים חיים וגם סיכונים למערכות אקולוגיות במונחים של צינוריות הזנה ומצטברים ברשתות המזון, שכןהצינוריות קשות כדי שיתפרקו 5,8. אפילו עם מערכות מכשול במזבלות המכילות צינוריות, ייתכן שניתן לצינוריות לעבור את המחסומים. במקרים כאלה CNTs יכול להיכנס למאגרים מי תהום וגופי מים עיליים. כתקנות רשות CNT לא מוגדרות היטב ומנגנוני תחבורה הם הבינו היטב, הבנה משופרת של ניידות של צינוריות קיימת צורך בגיבוש ומערכות לרשות המתאימה עיצוב 12. לכן, חשוב ללמוד ולהבין את הגורל והובלה של צינוריות בתווך נקבובי ואת ההשפעה של גורמים פיסיקליים וכימיים הווה נפוץ בסביבה מתחת לפני הקרקע על פני השטח שונה שימור CNT. מספר המחקר בוצע על ההשפעה של גודל גרגר אספן 13-15, תכונות זרימת שיעור 16, ופני שטח של הדגנים 17 בתחבורה של חלקיקים בתווך נקבובי. עם זאת, חקירות שיטתיות על ההשפעה של solutכימיה יון (כגון pH וחוזק יוני) בתצהיר אפשרי על גבי משטחי האספן עדיין מוגבלת 18-20. בנוסף, ההשפעה המשולבת של גורמים פיזיים, כימיה פתרון של המדיום, ואת מאפיינים של צינורות פחמן פני השטח אינה מובנת היטב ולהשתנות בספרות שונה. במחקר זה, שיטת הכנה לשינוי של MWCNTs משטח תהיה הפגינה יחד עם טור מעבדה בקנה מידה שיטתי עמוס בחול קוורץ לניקוי חומצה ישמש לחקור תחבורה, השימור וremobilization של צינוריות-שונה משטח בתווך נקבובי רווי .

<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.

השפעה של Functionalization MWCNT פתרון MWCNT פונקציונליות והתפזר נחתם בכוס כדי לאפשר הפתרון להגיע לשיווי משקל. לא הייתה לא שקיעה ולא הצבירה נצפתה במניית הפתרון לאחר sonication, כקוטר הידרודינמית של MWCNT (1,619 ± 262 ננומטר) בפתרון נשארה אותו הד?...

Watch this Scientific Journal Video about Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column at JoVE.com

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.

הובלה של פחמן-שונה Surface דרך טור קרקע

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 Views.  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. 

Video: 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.

תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

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

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.

תלות של תוצאות ספקטרוסקופיה ההתפלגות מושרה לייזר על אנרגיות דופק ופרמטרים תזמון שימוש Simulants קרקע

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.

גישה הפוכה ניתוח לאפיון כימי תחבורה בצבעים

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.

כוונון טור מקוטע זרימה מקבילה והפעלת איתור Multiplexed

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.

הרמת מסך טור זרימה: אופטימיזציה של יעילות ורגישות

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.

הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן

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.

הכנת פחמן Nanosheets בטמפרטורת החדר

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.

Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

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.

אפיון תחבורה אלקטרון דרך חיים Biofilms

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.

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

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