The authors have no acknowledgements.

1. Sintesi di CMP film sottili attraverso l&#39;aggiunta sequenziale <ol><li> Auto-assemblati monostrato (SAM) funzionalizzazione di oro su mica. <ol><li> Preparare la soluzione 1 mM di 11-thioacetyl-undecano acid-propargyl ammide 14 in etanolo (SAM-soluzione). Miscelare con bagno a ultrasuoni fino a soluzione è limpida. Proteggere la bottiglia dalla luce utilizzando un foglio di alluminio. </li><li> Ottenere l&#39;oro rivestite mica wafer sotto argon. Dopo il ritiro dal contenitore immergere il wafer mica direttamente alla SAM-soluzione per 18 ore. </li><li> Prendere il preparato Au-mica cialda fuori dalla SAM-soluzione, risciacquare con etanolo e secco sotto corrente di azoto. Successivamente memorizzare il substrato al riparo dalla luce e sotto gas inerte. </li></ol></li><li> Soluzioni Precursore. <ol><li> Pesare 18.64 mg di Cu-catalizzatore (Tetrakis (acetonitrile) rame (I) esafluoro-fosfato), 20,83 mg tetrafenilmetano (TPM) -alkyne e 24.22 mg TPM-azide e riempire ogni componente in un pallone Schlenk separata.Vedere la Figura 1 per TPM-alchino e TPM-azide, la sintesi è descritto in riferimento 15. Evacuare e riempire con gas inerte (N 2 o argon) 3 volte. </li><li> Aggiungere 25 ml di tetraidrofurano privo di acqua (THF) ad ogni pallone Schlenk. Proteggere i palloni con TPM-azide e TPM-alkyne dalla luce con un foglio di alluminio. </li></ol></li><li> Preparare apparecchi per la fabbricazione CMP. Nota: L&#39;apparato di sintesi è illustrato nella figura 2. <ol><li> Utilizzare un pallone a fondo tondo da 250 ml un collo. Compilare 130 ml THF. Mettere il substrato preparata rivestito con alkyne terminato SAM nel vano campione. Utilizzare un portacampioni, in modo che il substrato è in piedi. </li><li> Collegare l&#39;apparecchiatura alla linea schlenk tramite giunzione sopra il refrigerante a ricadere. </li><li> Evacuare e ventilare con gas inerte per 3 volte. </li></ol></li><li> Inoltre sequenziale in condizioni inerti. <ol><li> Impostare il riscaldamento a 90 ° C e aspettare che il THF è reflussaggio. </li><li> Lasciare fuori THF dal vano del campione sopra la presa sul fondo del vano campione. Chiudere la presa. </li><li> Dare 1 ml della soluzione TPM-azide preparati e 0,5 ml della soluzione di Cu (I) catalizzatore per il compartimento del campione attraverso il tappo a vite con setto. Utilizzare una siringa con un ago cavo per trasferire la soluzione in sequenza dal pallone Schlenk all&#39;apparecchio reazione. Nota: La sequenza non ha alcuna influenza alla reazione. </li><li> Attendere circa 30 minuti. </li><li> Lasciare la soluzione di reazione sopra la presa sul fondo del vano campione. Chiudere l&#39;uscita e raccogliere il THF condensata per il risciacquo del campione. Attendere circa 30 minuti. </li><li> Lasciare la soluzione di risciacquo sopra la presa sul fondo del vano campione. Chiudere la presa. </li><li> Dare 1 ml della soluzione TPM-alchino preparati e 0,5 ml della soluzione di Cu (I) catalizzatore per il compartimento del campione attraverso il tappo a vite con setto. Utilizzare una siringa con una cavitàago per trasferire la soluzione in sequenza dal pallone Schlenk all&#39;apparecchio reazione. Nota: La sequenza non ha alcuna influenza alla reazione. </li><li> Attendere circa 30 minuti. </li><li> Lasciare la soluzione di reazione sopra la presa sul fondo del vano campione. Chiudere l&#39;uscita e raccogliere il THF condensata per il risciacquo del campione. Attendere circa 30 minuti. </li><li> Ripetere i passaggi da 1.4.3 a 1.4.9 fino al raggiungimento della quantità desiderata di strati. Nota: Un uno spessore di circa 1 nm. </li><li> Estrarre il substrato di mica rivestite CMP, sciacquarlo con THF, etanolo e asciugare in corrente di azoto. </li></ol></li></ol> 2. Trasferimento di CMP nanomembrane <ol><li> Soluzione di poli (metilmetacrilato) (PMMA). <ol><li> Preparare una soluzione di 4% (in peso) PMMA (M 996 kDa) in acetato di etile. Sciogliere il PMMA utilizza bagno a ultrasuoni fino alla soluzione è limpida. </li></ol></li><li> Spin coating di soluzione PMMA. <ol><li> Impostare il dispositivo a induzione di rotazione a Ratempo mp 10 secondi da 0 a 4.000 giri, tempo di mantenimento 40 sec e il tempo di rampa 10 secondi da 4.000 a 0 rpm. </li><li> Posizionare il CMP substrato di mica rivestito sulla coater rotazione e mettere la soluzione PMMA sul wafer finchè è completamente coperto. Avviare il dispositivo a induzione di rotazione. </li><li> Dopo spin coating è completato, mettere il campione per 5 minuti su una piastra riscaldante a 90 ° C. </li><li> Tagliare 1 mm da ogni bordo del substrato mica rivestita. Utilizzare una forbice per tagliare i bordi. </li></ol></li><li> Trasferimento di PMMA rivestito CMP nanomembrana. <ol><li> Preparare la soluzione di I 2 / KI / H 2 O (1: 4: 40 m / m / m) e KI / H 2 O (1:10 m / m). </li><li> Riempire la soluzione che ho 2 / KI H 2 O in 150 ml cristallizzazione piatto e riempire la soluzione KI / H 2 O in 100 ml di cristallizzazione piatto. Mettere l&#39;oro CMP PMMA rivestiti su substrato di mica, mica in contatto soluzione, in cima alla I 2 / KI / H 2 O soluzione. Fate attenzione che non affonda.Attendere almeno 5 minuti. </li><li> Mettere il CMP oro substrato di mica rivestite PMMA dalla I 2 / KI / H 2 O soluzione sopra della soluzione KI / H 2 O, con mica in contatto soluzione. Fate attenzione che non affonda. Attendere almeno 5 minuti. </li><li> Riempire acqua distillata in 250 ml cristallizzazione piatto. Togliere il / pellicola / oro CMP PMMA dal mica. A tale scopo, leggermente immergendo il substrato, a partire da un bordo, in acqua distillata. Tenere il substrato in modo che la mica punta all&#39;acqua. Nota: La procedura è illustrata nella figura 3. </li><li> Dip-coat PMMA / CMP / oro sul wafer di silicio. A tale scopo, si avvicina il PMMA / CMP / oro lentamente con la cialda fino a toccare bordo della piscina PMMA / membrana / oro CMP. Estrarre il wafer di silicio lentamente, una volta che il Si-wafer è in contatto con il / CMP membrana PMMA / oro. </li><li> Striscia la / CMP pellicola PMMA / oro fuori dal wafer di silicio. A tale scopo, un po &#39;immergendo il substrato, a cominciare da una cura dige, in I 2 / KI / H 2 O soluzione. Aspettare 15 minuti. </li><li> Dopo l&#39;oro è completamente inciso, trasferire la membrana PMMA / CMP di acqua attraverso il wafer di silicio. Aspettare 15 minuti. </li><li> Ripetere il punto 2.3.7 tre volte per lavare la membrana con acqua. </li><li> Trasferire la membrana PMMA / CMP lavato al substrato desiderato, ad esempio, un vetrino o un oro rivestite wafer di silicio, tramite il metodo indicato nel passaggio 2.3.5. Lasciate che il PMMA / CMP supporto asciutto in aria per almeno 2 ore. </li></ol></li><li> Scioglimento del PMMA. <ol><li> Mettere il substrato PMMA / CMP in acetone. Attendere 30 min. Estrarre il substrato e risciacquare con acetone. </li><li> Ripetere il punto 2.4.1 tre volte. </li><li> Lasciate che il CMP supporto asciutto per almeno 2 ore. </li></ol></li></ol>

<ol>
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The authors have nothing to disclose.

Per la sintesi del CMP film la soluzione del catalizzatore deve essere fresco. Un catalizzatore rotto (cioè, ossidato) è indicato da una colorazione blu della soluzione. La soluzione fresca è incolore. Un punto cruciale è per tagliare i bordi del substrato di mica dopo spin coating PMMA. Anche difetti del substrato deve essere tagliato, cioè, ogni punto fosse il PMMA può venire in contatto con il substrato di mica, a causa di uno strato di oro mancante. Altrimenti lo ...

The preparation of ultra-thin polymer membranes is of high interest for applications in gas separation and nanofiltration. Challenges in the synthesis are represented by (a) the control of the membrane thickness and the homogeneity and (b) transfer of such fragile membranes. To overcome challenge (a), molecular layer-by-layer synthesis1 has shown great promise in controlling the thickness and homogeneity of thin films grown at the solid-liquid interface.2,3 Controlling the number of layers linearly controls the film thickness. The l-b-l method has been successfully used to fabricate surface mounted metal organic frameworks (SURMOFs),4-7 also the synthesis of thin polymer films via l-b-l reaction of polymer chains was demonstrated.8 The challenge (b) concerns the handling of these ultra-thin membranes. To avoid rupture or wrinkling of the nanomembranes sacrificial supports of coatings have shown great promise. 9
Here we will present a detailed protocol for synthesis of conjugated microporous polymer (CMP)10-13 thin films through sequential addition of the molecular building blocks, with desired thickness and composition. The preparation of free-standing CMP nanomembranes is achieved by using a sacrificial support. To handle and transfer the CMP nanomembranes to other supports we will describe a simple protocol to protect the membranes with sacrificial coatings and their upfloating to the liquid air interface and subsequent transfer using dip-coating.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>VWR BDH Prolabo</td>
			<td>20066.330</td>
			<td>AnalR NORMAPUR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium iodide</td>
			<td>VWR BDH Prolabo</td>
			<td>26846.292</td>
			<td>AnalR NORMAPUR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate</td>
			<td>VWR BDH Prolabo</td>
			<td>23882.321</td>
			<td>AnalR NORMAPUR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofurane (THF)</td>
			<td>VWR BDH Prolabo</td>
			<td>28559.320</td>
			<td>HiPerSolv CHROMANORM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>THF waterfree</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>1.08107.1001</td>
			<td>SeccoSolv</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>20,777-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrakis(acetonitrile)copper(I)hexafluoro-phosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>346276-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(methyl methacrylate) 996 kDa (PMMA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>182265-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.1.1.1 Methanetetrayltetrakis(4-azidobenzene) (TPM-azide)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>provided by AK Prof. Br&#228;se. Institute of organic chemistry, Karlsruhe Institute of Technology. Synthesized according to9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.1.1.1 Methanetetrayltetrakis(4-ethinylenebenzene) (TPM-alkyne)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>provided by AK Prof. Br&#228;se. Institute of organic chemistry, Karlsruhe Institute of Technology. Synthesized according to9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11-thioacetyl-undecaneacid propargylamide</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>provided by AK Prof. Br&#228;se. Institute of organic chemistry, Karlsruhe Institute of Technology. Synthesized according to8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gold/titan coated silicium-wafer</td>
			<td>Georg Albert PVD, 76857 Silz, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gold coated mica</td>
			<td>Georg Albert PVD, 76857 Silz, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

layer-by-layer synthesis and transfer of freestanding conjugated microporous polymer nanomembranes

CMP come grandi materiali Superficie hanno suscitato crescente interesse recente, a causa della loro elevata variabilità nella incorporazione di gruppi funzionali in combinazione con loro eccezionale stabilità termica e chimica e basse densità. Tuttavia, la loro natura insolubile causa problemi nella loro lavorazione poiché le tecniche normalmente applicate come rivestimento a rotazione non sono disponibili. Specialmente per le applicazioni di membrana, in cui il trattamento di CMP come film sottili è desiderabile, i problemi di elaborazione hanno ostacolato la loro applicazione commerciale. Qui si descrive la sintesi interfacciale di film sottili su substrati funzionalizzati CMP tramite layer-by-layer (LBL) sintesi molecolare. Questo processo consente di ottenere film con spessore desiderato e composizione e gradienti di composizione persino desiderati. L&#39;uso di supporti sacrificali permette la preparazione di membrane autoportanti mediante dissoluzione del supporto dopola sintesi. Per gestire tali membrane autoportanti ultrasottili di protezione con rivestimenti sacrificali ha mostrato grande promessa, per evitare la rottura delle nanomembrane. Per trasferire i nanomembrane al substrato desiderato, le membrane sono rivestite upfloated all&#39;interfaccia aria-liquido e quindi trasferiti tramite dip coating.

Le membrane sono caratterizzati mediante spettroscopia di assorbimento infrarosso riflessione (IRRAS). 16 Figura 4 mostra IRRA-spettri da un CMP-membrana trasferito ad un wafer oro. Bande tipiche vibrazioni della dorsale aromatico sono a 1,605 cm -1, 1.515 cm -1 e 1.412 cm -1. Reagiti gruppi alchini e azide può essere osservato da bande caratteristici a 2.125 cm -1 e 1.227 cm -1. La Figura 5 mostra una i...

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Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

In this paper we describe the interfacial synthesis of conjugated microporous polymers (CMP) on sacrificial substrates, and the dissolution of the substrate for the preparation of freestanding CMP nanomembranes. In addition, we will describe how the fragile nanomembranes can be transferred to other substrates.

Sintesi layer-by-layer e di trasferimento delle Freestanding coniugati microporosi Polymer nanomembrane

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

layer-layer-synthesis-transfer-freestanding-conjugated-microporous

Research

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Chemistry

9.3K Views.  Karlsruhe Institute of Technology. In this paper we describe the interfacial synthesis of conjugated microporous polymers (CMP) on sacrificial substrates, and the dissolution of the substrate for the preparation of freestanding CMP nanomembranes. In addition, we will describe how the fragile nanomembranes can be transferred to other substrates.