Name: grafting multiwalled carbon nanotubes with polystyrene to enable self-assembly and anisotropic patchiness
Uploaded: 2018-04-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness at JoVE.com

メキシコ国立自治大学 (許可番号 5000-9158、5000-9156、IA205616 と IA205316) から FQ PAIP と DGAPA PAPIIT のプログラムを確認したいと思います、メキシコから理工国家評議会-CONACYT-(番号の付与251533)。

注意: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。このプロトコルで使用される化学物質のいくつかは、急性毒性と発癌性です。炭素ナノチューブの誘導体は、他の従来のばら積み炭素の同素体と比較して追加の呼吸の危険があります。それは、発がん性が解明されていない完全にこれまでのところ、エアロゾル中の単層カーボンナノ チューブが肺に影響を与える可能性がありますアスベストよりも同様の方法でこと疑いがあります。化学反応と製品処理ヒューム フードと個人用保護具の使用を含む手順を実行するときにすべての適切な安全対策を使用してください (白衣、手袋、安全眼鏡、靴、完全な長さのパンツを閉鎖) しながら適切な面体防じんフィルター特にときに使用する可能性があるカーボンナノ チューブほこりが生成されます (NIOSH N95 モデルを承認したまたはヨーロッパの EN 149 認定 FFP3 バージョン)。次の手順の一部は、標準不活性大気処理テクニックを含みます。24
1. 選択的水酸化多層カーボンのカーボンナノ チューブ22
<ol><li>相性は触媒 Mwcnt の酸化を介した
	<ol>
<li>
有機相の調製
		<ol>
<li>時計ガラスやシャーレ、ビーカーに原始的な Mwcnt の 2.5 g を追加します。</li>
			<li>80 ° C 真空オーブン、時計ガラスに適したカバー コンテナーに移動します。オーブンの真空ポンプをオンにし、システムを約200 mmHg に設定します。</li>
			<li>12 h 真空オーブン用のナノチューブを乾燥させます。この手順の後、Mwcnt の水分が除去されます。</li>
			<li>100 mL の丸底フラスコ ガラス漏斗とヘラに乾燥させた Mwcnt を注ぐし、したら目標到達プロセスを削除します。</li>
			<li>丸底フラスコに磁気撹拌棒を導入し、追加 〜 フラスコ、ビーカーを使用して 99% ジクロロ メタン 50 mL。塊がなくなるまで撹拌板を用いた 60 rpm で攪拌します。</li>
			<li>10 分間攪拌した後塊がソリューションに残っている場合超音波浴にフラスコを移動し、必要に応じて 5 分繰り返し超音波処理のためのシステムをオンにします。このソリューションは、酸化反応工程で有機相になります。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
水様段階の準備
		<ol>
<li>25 mL のビーカーに 5 mL の蒸留水磁気撹拌棒及び攪拌板を用いたテトラプロピル アンモニウム臭化物 (TPABr) の 0.6 g を溶かしてください。</li>
			<li>10 mL のメスフラスコに 0.253 g KMnO4蒸留水 (0.16 M 溶液) を溶解し、手でビーカー内のソリューションを保持します。このソリューションは、1.1.2.4 の手順で使用されます。</li>
			<li>5 mL の氷酢酸 (と) を取るし、TPABr ソリューション drop-wise ボリュームに転送します。卒業ピペットと氷浴で攪拌しながら定数を使用しては、役に立つかもしれません。 注: 混合プロセスは発熱、したがって、追加実施されなければならないゆっくりと可能な傷害を避けるために投影された水滴や、過度の温暖化によって。</li>
			<li>0.16 M KMnO4水溶液 5 mL の約数を酸性の TPABr ソリューションに転送します。きれいな卒業のピペットを使用し、攪拌は役に立つかもしれません。</li>
			<li>必要になるまで時計ガラスで覆われている以前のソリューションをしてください。このソリューションは、酸化反応段階で水相になります。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
酸化反応
		<ol>
<li>水相を有機相を含む丸底フラスコに注ぐ。この混合物は、二相性反応混合物になります。</li>
			<li>攪拌板を使用して、80 rpm 以上で相性システムを扇動し、24 時間室温で攪拌下で混合物を残します。この後、バイオレットの水相は、ターン淡いピンクとなるカーボンナノ チューブ (MWCNT オハイオ州) を水酸化しました。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>MWCNT オハイオの精製
	<ol>
<li>
液-液抽出
		<ol>
<li>150 mL または閉じた位置で活栓を 200 mL, 漏斗に二相性反応混合物を転送します。必要な場合は、ガラス漏斗とヘラを使用します。</li>
			<li>Beral ピペット、接続ゴム球のついたパスツール ピペットまたはビーカー、使用して追加 〜, 漏斗に濃塩酸の 0.25 mL。</li>
			<li>目標到達プロセスを使用します。<ol>
<li>テフロン栓付け, 漏斗を閉じます (カーボンナノ チューブのガラスのストッパーを使用して) 5 を積極的に扇動とサッシ窓を降ろすと発煙のフード s。、攪拌時常に片方の手で目標到達プロセスに強く接続されているストッパーを押したまま、片方の手でコックをつかみます。</li>
				<li>かくはん手順の直後に漏斗を裏返し、それぞれ手で活栓を開いて圧力集結を解放します。 注: ヒューム フードの後部に圧力の方向に対応するを確認します。</li>
				<li>3-5 のサイクルの最後の 2 つの攪拌/圧力解放手順繰り返します。</li>
				<li>最後のサイクルが完了すると、すぐにストッパーを削除し、固定とまで妨げられていない漏斗の相分離は明らかを残します。液液分離後水相に有機相上残る。MWCNT ああ有機相のままになります。</li>
			</ol>
</li>
			<li>相分離が発生しない場合は、塩水の 1 5 mL を追加 (10-20% 食塩水でメートル/v), 漏斗 Beral ピペットやパスツール ピペットを使用して、優しく混ぜるし、相分離まで妨げられていない混合物を残します。必要になるまでを繰り返します。</li>
			<li>相境界活栓の位置に達するまで、コックを開いたままにする 150 mL ビーカーで有機相を回復します。150 mL 三角フラスコ; 有機相を回復する代わりに使用できます。しかし、このコンテナー型からカーボンナノ チューブの検索は通常より困難です。</li>
			<li>回収液のろ過まで時計ガラスで保護をしてください。</li>
			<li>水相を適切に破棄します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
真空ろ過システムの設定
		<ol>
<li>ストッパーを座席真空ろ過システムを設定し、固定北里フラスコの首にしっかりと基本します。</li>
			<li>47 mm 径膜フィルターに手を維持し、膜材料、製造元からの指示に応じて、この手順と次の 2 つに従い必要に応じてもの (ステップ 1.2.2.2 - 1.2.2.4)。100 mm 径充填容量の 50% のエタノール (エタノール) でシャーレを準備します。</li>
			<li>滑らかな先端の鉗子でエタノールとシャーレに 47 mm 径の膜フィルターを配置します。2 5 分孔径 0.45 の膜を使用してくださいの EtOH 中膜を残して - 20 μ m より小さい細孔径は大きいものがろ過効率を減らすが、濾過を詰まらせます。</li>
			<li>滑らかな先端の鉗子を用いたエタノールから膜を削除します。</li>
			<li>センター膜膜のエッジ投稿開始フィルター支持面の焼結ガラス面積が。江藤のオプションのぬれは、この手順を促進するかもしれない。</li>
			<li>センター アセンブリ上に漏斗のフランジ。膜の操作不可します。目標到達プロセスをロックし、一緒に春のクランプ ベースします。</li>
			<li>真空源にシステムを接続します。必要になるまで、は真空を切らないでください。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
MWCNT オハイオのろ過
		<ol>
<li>取得した有機相をガラス棒に助けられ真空ろ過漏斗に注ぐ。乾燥までサンプルをフィルター処理するために真空を適用します。</li>
			<li>40-50 ml の洗浄ボトルで 95% メタノール (メタノール) の固体を洗浄します。ガラス棒を使用しては、このタスクに役立つ可能性があります。少なくとも 5 回この手順を繰り返します。この手順の間真空を保ちます。</li>
			<li>洗浄後、真空乾燥固体ガラス時計で覆われた 20 分の下でシステムを残します。</li>
			<li>膜から固体を回復するために次の手順 1.2.3.5 - 1.2.3.8 に従います。</li>
			<li>慎重に春のクランプを削除し、垂直方向に膜とソリッドを乱すことがなく目標到達プロセスを削除します。</li>
			<li>非常に慎重に、ヘラと滑らかな先端の鉗子の支援によりフィルターの支持面から一緒に固体膜を削除します。</li>
			<li>100 mm 径シャーレまたは時計ガラス固体膜に転送します。</li>
			<li>すべての製品はシャーレ/時計ガラス上に堆積するまで、膜表面から固体を回復 2 つの滑らかな先端の鉗子とヘラに助けられ。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
乾燥・ MWCNT oh
		<ol>
<li>適した時計ガラス シャーレ/時計のカバーガラス (より大きな直径が必要)。 注意: 静電気充電を避けるために封止フィルムを使用しないでください。</li>
			<li>80 ° C に加熱真空オーブンにシャーレ/時計ガラスを導入します。オーブンの真空ポンプをオンにし、システムを約200 mm Hg に設定します。</li>
			<li>24 h の固体を乾燥させます。この手順の後、製品の溶剤含有量が除去されます。製品をすぐに使用しないが、必要になるまでデシケータでソリッドを格納します。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. ポリスチレン鎖22,23 MWCNT オハイオを移植
<ol><li>
シリル化したメタクリル基を MWCNT オハイオの変更
	<ol>
<li>注ぎ Schlenk のきれいな 100 mL フラスコ ガラス漏斗とヘラを使用して、2.5 g MWCNT OH とハイドロキノン 5 g、目標到達プロセスの削除、磁気撹拌棒を紹介します。</li>
		<li>Schlenk フラスコを次の徴候に従って逆流モードに設定します。<ol>
<li>Schlenk フラスコを真空/不活性ガスのフラスコのガラス ジョイントに接続されている適切なゴム製管を使用して吸気システムに接続します。閉じたフラスコのマニホールドを維持します。</li>
			<li>設定水収入ガラス ジョイントを介して男性に最も近い共同を確かめて、適切なゴム製管を使用して水道水システムに適切なコンデンサーを接続します。</li>
			<li>真空用グリースの均等に適用された細かい層と男性コンデンサー部に注油します。 注: 関節は過剰製品汚染を避けるために油を塗ったしないでください。</li>
			<li>Schlenk フラスコの首にコンデンサーの男性ジョイントを取り付けます。コンデンサーの女性共同ゴム栓を閉じます。</li>
			<li>慎重に、真空にフラスコを開きます。ナノチューブがない吸い上げる真空ラインにこのプロセスの間にことを確認します。</li>
			<li>Schlenk フラスコを N2ガスで満たしなさい。</li>
			<li>最後の 2 つの手順を 2 回繰り返します。</li>
			<li>正 N2ガスの流れの下でシステムを保ちます。</li>
		</ol>
</li>
		<li>きれいなカニューレと適切な注射器に助けられ、ゆっくりとゴム栓を介して 50 mL 乾燥トルエンを注入します。</li>
		<li>攪拌板と熱浴を使用して、80 rpm 以上で精力的に混合物を攪拌し、室温で 5-10 分間攪拌下で混合物を残します。</li>
		<li>きれいなカニューレと注射器を使用すると、ゴム栓を介して TMSPMA の 5 mL 注入します。</li>
		<li>100 ° C に温度を設定し、逆流と 12 時間攪拌下で反応を残します。この時間後、シリル化したメタクリル基、化学的に Mwcnt (すなわち MWCNT-O-TMSPMA) の水酸基にカップルです。</li>
		<li>反応が終わったら、慎重にゴム栓を削除、N2の流れを閉じ、フラスコが室温になるまでを待ちます。</li>
		<li>真空ろ過システム (ステップ 1.2.2) を設定します。</li>
		<li>固体 (ステップ 1.2.3) をフィルター処理します。過剰のメタノールで洗浄します。</li>
		<li>乾燥し、MWCNT O TMSPMA (ステップ 1.2.4) を格納します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
変更した Mwcnt のスチレンの重合
	<ol>
<li>2.5 g MWCNT O TMSPMA のアゾビスイソブチロニ トリル (AIBN) の 75 mg を注ぎ Schlenk のきれいな 100 mL フラスコ ガラス漏斗とヘラを使用して、目標到達プロセスを削除します。 注意: AIBN パウダーは、それは自発的に爆発するかもしれないと、熱に強く酸化剤公開されません必要があります。</li>
		<li>Schlenk フラスコに磁気撹拌棒を紹介します。</li>
		<li>Schlenk フラスコを逆流モード (ステップ 2.1.2) に設定します。</li>
		<li>きれいなカニューレと注射器を使用して、50 mL 乾燥トルエンのゴム栓に挿入します。</li>
		<li>攪拌板、温泉を使用して、80 rpm 以上で混合物を攪拌し、室温で 5-10 分間攪拌下で混合物を残します。</li>
		<li>きれいなカニューレ、注射器に助けられ、ストッパーをスチレンの 7.5 mL を注入します。</li>
		<li>70 ° C に温度を設定、逆流、攪拌、12 h N2の下での反応を残します。この後、PS チェーンはナノチューブの側壁 (MWCNT O PS) に移植しました。</li>
		<li>空気にシステムを開き N2の流れを閉じる部屋の温度にフラスコを冷却します。</li>
		<li>真空ろ過システム (ステップ 1.2.2) を設定します。</li>
		<li>フィルター処理し、固体 (ステップ 1.2.3) を洗ってください。洗浄工程中にメタノールの代わりにアセトンを使用します。20 mL の THF 非連結ポリスチレンを削除すると 5 倍以上の固体を洗浄します。</li>
		<li>乾燥し、MWCNT O PS (ステップ 1.2.4) を格納します。 注: ナノチューブにグラフトした高分子鎖の長さは重合段階; スチレンはトルエンの濃度を変更することによって調整できます。低濃度では、短い鎖を生成します。重合反応時間はポリマー チェーン サイズを調整する使用ことができます。反応時間の短縮は、鎖の長さを減らします。22 と 23 の詳細については参照を参照してください。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Iijima, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Helical+Microtubules+of+Graphitic+Carbon.">Helical Microtubules of Graphitic Carbon.</a> Nature. 354, 56-58 (1991).</li><li>Iijima, S., Ichihashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Shell+Carbon+Nanotubes+of+1-nm+Diameter.">Single-Shell Carbon Nanotubes of 1-nm Diameter.</a> Nature. 363, 603-605 (1993).</li><li>Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotubes:+Synthesis,+Integration+and+Properties.">Carbon Nanotubes: Synthesis, Integration and Properties.</a> Acc. Chem. Res. 35, 1035-1044 (2002).</li><li>Karousis, N., Tagmatarchis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Progress+on+the+Chemical+Modification+of+Carbon+Nanotubes.">Current Progress on the Chemical Modification of Carbon Nanotubes.</a> Chem. Rev. 110, 5366-5397 (2010).</li><li>Zhao, Y. L., Stoddart, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noncovalent+Functionalization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes.">Noncovalent Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Acc. Chem. Res. 42, 1161-1171 (2009).</li><li>Zelada-Guill&#233;n, G. A., Riu, J., D&#252;zg&#252;n, A., Rius, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immediate+Detection+of+Living+Bacteria+at+Ultralow+Concentrations+Using+a+Carbon+Nanotube+Based+Potentiometric+Aptasensor.">Immediate Detection of Living Bacteria at Ultralow Concentrations Using a Carbon Nanotube Based Potentiometric Aptasensor.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 48, 7334-7337 (2009).</li><li>Zelada-Guill&#233;n, G. A., Blondeau, P., Rius, F. X., Riu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotube-Based+Aptasensors+for+the+Rapid+and+Ultrasensitive+Detection+of+Bacteria.">Carbon Nanotube-Based Aptasensors for the Rapid and Ultrasensitive Detection of Bacteria.</a> Methods. 63, 233-238 (2013).</li><li>Jung, Y., Li, X., Rajan, N. K., Taylor, A. D., Reed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Record+High+Efficiency+Single-Walled+Carbon+Nanotube/Silicon+p-n+Junction+Solar+Cells.">Record High Efficiency Single-Walled Carbon Nanotube/Silicon p-n Junction Solar Cells.</a> Nano Lett. 13, 95-99 (2013).</li><li>Esc&#225;rcega-Bobadilla, M. V., Rodr&#237;guez-P&#233;rez, L., Teuma, E., Serp, P., Masdeu-Bult&#243;, A. M., G&#243;mez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhodium+Complexes+Containing+Chiral+P-Donor+Ligands+as+Catalysts+for+Asymmetric+Hydrogenation+in+Non+Conventional+Media.">Rhodium Complexes Containing Chiral P-Donor Ligands as Catalysts for Asymmetric Hydrogenation in Non Conventional Media.</a> Chem. Soc. Rev. 141, 808-816 (2011).</li><li>Miners, S. A., Rance, G. A., Khlobystov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Reactions+Confined+within+Carbon+Nanotubes.">Chemical Reactions Confined within Carbon Nanotubes.</a> Chem. Soc. Rev. 45, 4727-4746 (2016).</li><li>Rege, K., Raravikar, N. R., Kim, D. Y., Schadler, L. S., Ajayan, P. M., Dordick, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-Polymer-Single+Walled+Carbon+Nanotube+Composites+as+Biocatalytic+Films.">Enzyme-Polymer-Single Walled Carbon Nanotube Composites as Biocatalytic Films.</a> Nano Lett. 3, 829-832 (2003).</li><li>Ma, R., Menamparambath, M. M., Nikolaev, P., Baik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent+Stretchable+Single-Walled+Carbon+Nanotube-Polymer+Composite+Films+with+Near-Infrared+Fluorescence.">Transparent Stretchable Single-Walled Carbon Nanotube-Polymer Composite Films with Near-Infrared Fluorescence.</a> Adv. Mater. 25, 2548-2553 (2013).</li><li>De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotubes:+Present+and+Future+Commercial+Applications.">Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications.</a> Science. 339, 535-539 (2013).</li><li>Lehn, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspectives+in+Chemistry+-+Steps+towards+Complex+Matter.">Perspectives in Chemistry - Steps towards Complex Matter.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52, 2836-2850 (2013).</li><li>Mattia, E., Otto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supramolecular+Systems+Chemistry.">Supramolecular Systems Chemistry.</a> Nat. Nanotechnol. 10, 111-119 (2015).</li><li>Leh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives. , (1995).</li><li>Esc&#225;rcega-Bobadilla, M. V., 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=Nanorings+and+Rods+Interconnected+by+Self-Assembly+Mimicking+an+Artificial+Network+of+Neurons.">Nanorings and Rods Interconnected by Self-Assembly Mimicking an Artificial Network of Neurons.</a> Nat. Commun. 4, 2648 (2013).</li><li>Gegenhuber, 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=Noncovalent+Grafting+of+Carbon+Nanotubes+with+Triblock+Terpolymers:+Toward+Patchy+1D+Hybrids.">Noncovalent Grafting of Carbon Nanotubes with Triblock Terpolymers: Toward Patchy 1D Hybrids.</a> Macromolecules. 48, 1767-1776 (2015).</li><li>Peng, H., Alemany, L. B., Margrave, J. L., Khabashesku, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sidewall+Carboxylic+Acid+Functionalization+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes.">Sidewall Carboxylic Acid Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 15174-15182 (2003).</li><li>Furtado, C. A., Kim, U. J., Gutierrez, H. R., Pan, L., Dickey, E. C., Ecklund, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Debundling+and+Dissolution+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Amide+Solvents.">Debundling and Dissolution of Single-Walled Carbon Nanotubes in Amide Solvents.</a> J. Am. Chem. Soc. 126, 6095-6105 (2004).</li><li>Jeon, J. H., Lim, J. H., Kim, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Hybrid+Nanocomposites+with+Polystyrene+and+Multiwalled+Carbon+Nanotubes+with+Well-Defined+Polystyrene+via+Multiple+Atom+Transfer+Radical+Polymerization.">Fabrication of Hybrid Nanocomposites with Polystyrene and Multiwalled Carbon Nanotubes with Well-Defined Polystyrene via Multiple Atom Transfer Radical Polymerization.</a> Polymer. 50, 4488-4495 (2009).</li><li>Kim, M., Hong, C. K., Choe, S., Shim, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Polystyrene+Brush+on+Multiwalled+Carbon+Nanotubes+Treated+with+KMnO4+in+the+Presence+of+a+Phase-Transfer+Catalyst.">Synthesis of Polystyrene Brush on Multiwalled Carbon Nanotubes Treated with KMnO4 in the Presence of a Phase-Transfer Catalyst.</a> J. Polym. Sci. Pol. Chem. 45, 4413-4420 (2007).</li><li>Oliveira, E. Y. S., Bode, R., Esc&#225;rcega-Bobadilla, M. V., Zelada-Guill&#233;n, G. A., Maier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+Nanocomposites+from+Self-Assembled+Polystyrene-Grafted+Carbon+Nanotubes.">Polymer Nanocomposites from Self-Assembled Polystyrene-Grafted Carbon Nanotubes.</a> New J. Chem. 40, 4625-4634 (2016).</li><li>Shriver, D. F., Drezdzon, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Manipulation of Air-Sensitive Compounds. , (1986).</li><li>Bressy, C., Ngo, V. G., Ziarelli, F., Margaillan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Insights+into+the+Adsorption+of+3-(Trimethoxysilyl)-propylmethacrylate+on+Hydroxylated+ZnO+Nanopowders.">New Insights into the Adsorption of 3-(Trimethoxysilyl)-propylmethacrylate on Hydroxylated ZnO Nanopowders.</a> Langmuir. 28, 3290-3297 (2012).</li><li>Wu, X., Qiu, J., Liu, P., Sakai, E., Lei, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polystyrene+Grafted+Carbon+Black+Synthesis+via+in+situ+Solution+Radical+Polymerization+in+Ionic+Liquid.">Polystyrene Grafted Carbon Black Synthesis via in situ Solution Radical Polymerization in Ionic Liquid.</a> J. Polym. Res. 20, 167 (2013).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

この方法で成功した接木プロセスを保証する重要な結果いくつかの手順があります。まず、相性触媒による酸化反応 (ステップ 1.1) を最近分散したカーボンナノ チューブ (ステップ 1.1.1.5) で実施。分散プロトコルの推奨事項に従って実行不可能な場合は、超音波チップ超音波発生装置の使用は同じ徴候 (ステップ 1.1.1.6) を使用している場合に参考になります。短い Mwcnt を用いた分散問題の解...

単一壁カーボン ・ ナノチューブ (カーボンナノ チューブ)1,2の発見以来科学コミュニティが最先端の広い範囲で、優れた電気的、機械的および熱的特性の3を適用アプリケーションの共有結合を介して表面特性4と非共有結合5戦略を調節することによって。これらのアプリケーションの例としてには太陽電池で6,7電極センサーのトランスデューサーとしての使用が含まれて、8異種触媒、合成、10防汚で9 nanoreactors のサポート保護フィルム、複合材料中の11フィラー剤12など。しかし、表面物性より堅牢なまだ産業的利用可能な多層対応すなわち、Mwcnt ナノスケールでの非共有結合性相互作用の方向性を制御するために調節することが難しいが残ったタスクはこれまでのところ。13
ナノスケールでの物質の組織を制御する最も汎用的な戦略の 1 つは分子のビルディング ブロックの自己組織化超分子です。14,15この意味で超分子相互作用を伴う方向、短距離とミッドレンジ非共有結合性相互作用など水素結合、ファン ・ デル ・ ワールス、双極子-双極子、イオン-双極子、双極子-誘起双極子、π-π スタッキング、カチオン-π、アニオン-π、クーロン、他の中。16残念ながら、Mwcnt などのより大きい構造の自己組織化の方向に自発的ではありません、通常外部動機力 (例えばテンプレートまたはエネルギー消費システム) が必要です。17最近後者の目標18共有結合戦略の使用の新たな選択肢を提供してその問題を解決するために追求するため共重合体仕立てとカーボンナノ チューブの使用レポート非共有結合ラッピングをやっとのことで探検に残っています。
単層カーボンナノ チューブの化学修飾は、テルミニ駅または同じの側壁に異なる官能基を導入する選択的に実行できます。19,20炭素ナノ構造の表面の特性に合わせて最も有用なアプローチの 1 つは標準的な重合ルートを通じて高分子グラフトです。通常、これらのアプローチは、重合性の予備的な前置きやナノ構造の表面と適切なモノマーと逐次重合のイニシエーター グループ(アクリル、ビニールなど)。21 Mwcnt の場合異方性方法で彼らの方法を制御する側壁上の高分子鎖の共有結合の導入は挑戦を続けています。
彼らの表面の不均一性を変更するために、彼らの異方性を促進するため、Mwcnt の側壁を PS チェーンを挿入する簡単な化学修飾手順22,23のシリーズを適用する方法をここで紹介しますナノスケールで23を自己組織します。変更ルート中に最初のステップにより側壁に原始的な Mwcnt の選択的水酸化反応次、相性は触媒酸化反応すなわち、水酸化体の相手を屈する MWCNT オハイオを媒介します。2 番目の手順を使用して、3-(構築) プロピル メタクリル酸 (TMSPMA) 以前に作成されたヒドロキシル グループ (MWCNT-O-TMSPMA) にシリル メタクリル基を導入します。これらのインサートは、表面反応サイト中、第 3 ステップ、(すなわちMWCNT O PS) の終わりにナノチューブの側壁にグラフト高分子鎖をこうして降伏メタクリル基からスチレンモノマーを重合するときを提供します。

<table><tbody><tr><td>Tetrapropylammonium bromide, 99 % (TPABr)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>88104</td><td>Irritant, toxic</td></tr><tr><td>Potassium permanganate, 99 % (KMnO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223468</td><td></td></tr><tr><td>Acetic acid, 99.5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>45726</td><td></td></tr><tr><td>Pristine multiwalled carbon nanotubes, 99 % (MWCNTs)</td><td>Bayer Technology Services</td><td>Donated sample</td><td>Harmful dusts. &gt;1 micrometer in length and 13&amp;ndash;16 nm in outer diameter. Alternative supplier: Nanocyl, Catalog N. NC7000, website: http://www.nanocyl.com/</td></tr><tr><td>Sodium Chloride, 98 % (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td>Technical grade can also be used</td></tr><tr><td>Ethanol, 99.8 % (EtOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32221</td><td>Technical grade can also be used</td></tr><tr><td>Methanol, 99.8 % (MeOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td>Highly toxic. Technical grade can also be used</td></tr><tr><td>Hydroquinone, 99 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9003</td><td></td></tr><tr><td>Toluene, 99.8 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244511</td><td>Anhydrous</td></tr><tr><td>3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98 % (TMSPMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440159</td><td>Air sensitive, toxic</td></tr><tr><td>Azobisisobutyronitrile, 99 % (AIBN)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>755745</td><td>Explosive</td></tr><tr><td>Styrene, 99 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S4972</td><td>Purified using an alumina gel preparative column and stored at 4 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Acetone, 99.5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>Technical grade can also be used</td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran, 99.9 % (THF)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>494461</td><td></td></tr><tr><td>Dichloromethane, 99.5 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>443484</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid, 37 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>435570</td><td>Harmful fumes</td></tr></tbody></table>

grafting multiwalled carbon nanotubes with polystyrene to enable self-assembly and anisotropic patchiness

カーボンナノ チューブの表面特性の変調を有効にする自由根本的な重合戦略により側壁にポリスチレン (PS) 鎖を持つ原始的な多層カーボンナノ チューブ (Mwcnt) を移植する簡単なプロトコルを示すとナノ構造の自己組織化超分子を生成します。まず、相性触媒による酸化反応を通じて原始的なカーボンナノ チューブの選択的水酸化反応は、側壁に反応性表面的に分散したサイトを作成します。後者の反応サイトその後、重合性のサイトを作成するシリル化したメタクリル前駆体を用いたメタクリル基で変更されます。これらの重合性グループは、ナノチューブの側壁に移植された PS 鎖を含むハイブリッドナノ材料を生産するスチレンのさらに重合をアドレス指定できます。高分子グラフト コンテンツ、シリル化したメタクリル基導入の量およびナノチューブの水酸化変更を識別して熱重量分析 (TGA) によってを定量化します。フーリエ変換の赤外分光法 (FT-IR) による反応性の官能基の水酸基とシリルのメタクリル酸の存在が確認されました。テトラヒドロ フラン (THF) のポリスチレン グラフト カーボン ナノチューブ ソリューションは、一面線上自己組織化ナノチューブのキャストとサンプルを透過電子顕微鏡 (TEM) による分析を提供します。適したブランクが非移植対応を含む類似のソリューションと同様にキャストされるときは、それらの自己アセンブリは得られません。したがって、このメソッドは、側壁に、ナノスケールでの自発的な自動組織に結果カーボンナノ チューブ異方性方法を変更できます。

TGA データは、原始的なカーボンナノ チューブ、水酸化カーボンナノ チューブ、シリル化したメタクリル基修飾カーボンナノ チューブ、ポリスチレン グラフト カーボンナノ チューブ (図 1) から収集されました。水酸化カーボンナノ チューブから収集された FT-IR による結果とカーボンナノ チューブ変更とシリル メタクリル基 (...

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

プロシージャ連続化学修飾を用いたポリスチレンをグラフトした多層カーボンナノ チューブの合成手順選択的に側壁にポリマー鎖を導入、自己集合による異方的不均一性が発表しました。

ポリスチレン自己組織を有効にして異方的不均一性と多層カーボンナノ チューブを移植

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

grafting-multiwalled-carbon-nanotubes-with-polystyrene-to-enable-self

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.0K ビュー.  National Autonomous University of Mexico. プロシージャ連続化学修飾を用いたポリスチレンをグラフトした多層カーボンナノ チューブの合成手順選択的に側壁にポリマー鎖を導入、自己集合による異方的不均一性が発表しました。

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Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

製造、ち密化、および3Dカーボンナノチューブの微細構造のレプリカ成形

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

工学

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, have high porosity, high surface-to-volume and strength-to-weight ratio. Unfortunately, common approaches for preparation of metallic nanostructures render materials with highly disordered architecture, which might have an adverse effect on their mechanical properties. Block copolymers have the ability to self-assemble into ordered nanostructures and can be applied as templates for the preparation of well-ordered metal nanofoams. Here we describe the application of a block copolymer-based supramolecular complex - polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine)(pentadecylphenol) PS-b-P4VP(PDP) - as a precursor for well-ordered nickel nanofoam. The supramolecular complexes exhibit a phase behavior similar to conventional block copolymers and can self-assemble into the bicontinuous gyroid morphology with two PS networks placed in a P4VP(PDP) matrix. PDP can be dissolved in ethanol leading to the formation of a porous structure that can be backfilled with metal. Using electroless plating technique, nickel can be inserted into the template&#39;s channels. Finally, the remaining polymer can be removed via pyrolysis from the polymer/inorganic nanohybrid resulting in nanoporous nickel foam with inverse gyroid morphology.

This article describes the preparation of well-ordered nickel nanofoams via electroless metal deposition onto nanoporous templates obtained from self-assembled diblock copolymer based supramolecules.

ジブロック共重合体超分子からジャイロイドニッケルナノ構造

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

化学

Manufacturing of Three-dimensionally Microstructured Nanocomposites through Microfluidic Infiltration

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite in&#64257;ltration of 3D interconnected microfluidic networks. The manufacturing of the reinforced beams begins with the fabrication of microfluidic networks, which involves layer-by-layer deposition of fugitive ink filaments using a dispensing robot, filling the empty space between filaments using a low viscosity resin, curing the resin and finally removing the ink.&#160;Self-supported 3D structures with other geometries and many layers (e.g.&#160;a few hundreds layers) could be built using this method. The resulting tubular micro&#64258;uidic networks are then infiltrated with thermosetting nanocomposite suspensions containing nanofillers (e.g.&#160;single-walled carbon nanotubes), and subsequently cured. The infiltration is done by applying a pressure gradient between two ends of the empty network (either by applying a vacuum or vacuum-assisted microinjection). Prior to the infiltration, the nanocomposite suspensions are prepared by dispersing nanofillers into polymer matrices using ultrasonication and three-roll mixing methods. The nanocomposites (i.e.&#160;materials infiltrated) are then solidified under UV exposure/heat cure, resulting in a 3D-reinforced composite structure. The technique presented here enables the design of functional nanocomposite macroscopic products for microengineering applications such as actuators and sensors.

Three-dimensional (3D) microstructured composite beams are fabricated through the directed and localized infiltration of nanocomposites into 3D porous microfluidic networks. The flexibility of this manufacturing method enables the utilization of different thermosetting materials and nanofillers in order to achieve a variety of functional 3D reinforced nanocomposite macroscopic products.

マイクロ流体浸透を通じて立体的微細構造ナノ複合材料の製造

Microstructured composite beams reinforced with complex three-dimensionally (3D) patterned nanocomposite microfilaments are fabricated via nanocomposite ...

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are encapsulated in polystyrene-block-poly(acrylic acid) (PSPAA) shells and then used as monomers for their self-assembly. Spherical PSPAA micelles upon acid treatment are known to assemble into cylindrical micelles. Exploiting this tendency, the core-shell nanoparticles are induced to aggregate, coalesce, and then transform into long chains. When more than one type of nanoparticles are used, random and block &#8220;copolymers&#8221; of nanoparticles can be obtained. Detailed procedures are reported for the PSPAA encapsulation of nanoparticles, homo- and co-polymerization of the core-shell nanoparticles, separation and purification of the resulting nanoparticle chains. Transformations of single-line chains into double- and triple-line chains are also presented. The synergy between the polymer shell and the embedded nanoparticles leads to an unusual chain-growth polymerization mode, giving long nanoparticle chains that are distinct from the products of the traditional step-growth aggregation process.

Using Polystyrene-block-polyacrylic acid-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We report protocols for &#8220;polymerizing&#8221; various types of polymer-encapsulated metal nanoparticles into long chains of &#8220;homo-&#8220; and &#8220;co-polymers&#8221;.

ポリスチレンを使用しました<em&gt;ブロック</em&gt; - ポリ（アクリル酸）は、それらのホモポリマーおよび共重合用単量体として金属ナノ粒子をコーティングを採用

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

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.

小角中性子散乱による熱可逆性ブロック共重合体と特性を持つ単層カーボンナノチューブの機能化

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

Self-assembling Morphologies Obtained from Helical Polycarbodiimide Copolymers and Their Triazole Derivatives

A facile method for the preparation of polycarbodiimide-based secondary structures (e.g., nano-rings, &#34;craters,&#34; fibers, looped fibers, fibrous networks, ribbons, worm-like aggregates, toroidal structures, and spherical particles) is described. These aggregates are morphologically influenced by extensive hydrophobic side chain-side chain interactions of the singular polycarbodiimide strands, as inferred by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. Polycarbodiimide-g-polystyrene copolymers (PS-PCDs) were prepared by a combination of synthetic methods, including coordination-insertion polymerization, copper(I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition (CuAAC) &#34;click&#34; chemistry, and atom transfer radical polymerization (ATRP). PS-PCDs were found to form specific toroidal architectures at low concentrations in CHCl3. To determine the influence of a more polar solvent medium (i.e., THF and THF/EtOH) on polymer aggregation behavior, a number of representative PS-PCD composites have been tested to show discrete concentration-dependent spherical particles. These fundamental studies are of practical interest to the development of experimental procedures for desirable architectures by directed self-assembly in thin film. These architectures may be exploited as drug carriers, whereas other morphological findings represent certain interest in the area of novel functional materials.

Here, we present a protocol to prepare and visualize secondary structures (e.g., fibers, toroidal architectures, and nano-spheres) derived from helical polycarbodiimides. The morphology characterized by both atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) was shown to depend on molecular structure, concentration, and the solvent of choice.

ヘリカルポリカルボジイミド共重合体およびそれらのトリアゾール誘導体から得られた自己組み立てモルフォロジー

A facile method for the preparation of polycarbodiimide-based secondary structures (e.g., nano-rings, &#34;craters,&#34; fibers, looped fibers, fibrous ...

Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning electron microscope (ESEM) operating with a low pressure water vapor ambient. In this technique, a portion of the electron beam interacts with the water vapor in the vicinity of the CNT sample, dissociating the water molecules into hydroxyl radicals and other species by radiolysis. The remainder of the electron beam interacts with the CNT forest sample, making it susceptible to oxidation from the chemical products of radiolysis. This technique may be used to trim a selected region of an individual CNT, or it may be used to remove hundreds of cubic microns of material by adjusting ESEM parameters. The machining resolution is similar to the imaging resolution of the ESEM itself. The technique produces only small quantities of carbon residue along the boundaries of the cutting zone, with minimal effect on the native structural morphology of the CNT forest.

Low pressure scanning electron microscopy in a water vapor ambient is used to machine nanoscale to microscale features in carbon nanotube forests.

低圧走査型電子顕微鏡を用いたカーボンナノチューブの森の精密フライス

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning ...

Fabrication of a Bioactive, PCL-based "Self-fitting" Shape Memory Polymer Scaffold

Tissue engineering has been explored as an alternative strategy for the treatment of critical-sized cranio-maxillofacial (CMF) bone defects. Essential to the success of this approach is a scaffold that is able to conformally fit within an irregular defect while also having the requisite biodegradability, pore interconnectivity and bioactivity. By nature of their shape recovery and fixity properties, shape memory polymer (SMP) scaffolds could achieve defect &#8220;self-fitting.&#8221; In this way, following exposure to warm saline (~60 &#186;C), the SMP scaffold would become malleable, permitting it to be hand-pressed into an irregular defect. Subsequent cooling (~37 &#186;C) would return the scaffold to its relatively rigid state within the defect. To meet these requirements, this protocol describes the preparation of SMP scaffolds prepared via the photochemical cure of biodegradable polycaprolactone diacrylate (PCL-DA) using a solvent-casting particulate-leaching (SCPL) method. A fused salt template is utilized to achieve pore interconnectivity. To realize bioactivity, a polydopamine coating is applied to the surface of the scaffold pore walls. Characterization of self-fitting and shape memory behaviors, pore interconnectivity and in vitro bioactivity are also described.

Scaffolds capable of fitting within cranio-maxillofacial (CMF) bone defects while exhibiting osteoconductivity and bioactivity are of interest. This protocol describes the preparation of a shape memory scaffold based on polycaprolactone diacrylate (PCL-DA) using a solvent-casting particulate-leaching (SCPL) method employing a fused salt template and application of a bioactive polydopamine coating.

生理活性、PCLベースの「セルフフィット」形状記憶ポリマー足場の作製

Tissue engineering has been explored as an alternative strategy for the treatment of critical-sized cranio-maxillofacial (CMF) bone defects. Essential to ...

生物工学

Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing challenge in the field is the fabrication of hybrid micro-nano structures using a facile, cost-effective, and high-throughput method. To overcome these challenges, this paper proposes a protocol to fabricate multiscale structures using only an imprint process with an anodic aluminum oxide (AAO) filter and an evaporative self-aggregation process of nanofibers. Unlike previous attempts that have aimed to straighten nanofibers, we demonstrate a unique fabrication method for multiscale aggregated nanofibers with high aspect ratios. Furthermore, the surface morphology and wettability of these structures on various liquids were investigated to facilitate their use in multifunctional surfaces.

Presented is an easy method to fabricate nano-micro multiscale structures, for functional surfaces, by aggregating nanofibers fabricated using an anodic aluminum oxide filter.

マルチ スケール構造機能表面の刻印ナノファイバーによる集計

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock copolymers are produced by one of three techniques: thin film rehydration, solvent switching or polymerization-induced self-assembly, and produce only flexible, polydisperse cylinders. Crystallization-driven self-assembly (CDSA) is a method which can produce cylinders with these properties, by stabilizing structures of a lower curvature due to the formation of a crystalline core. However, the living polymerization techniques by which most core-forming blocks are formed are not trivial processes and the CDSA process may yield unsatisfactory results if carried out incorrectly. Here, the synthesis of cylindrical nanoparticles from simple reagents is shown. The drying and purification of reagents prior to a ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone catalyzed by diphenyl phosphate is described. This polymer is then chain extended by methyl methacrylate (MMA) followed by N,N-dimethyl acrylamide (DMA) using reversible addition&#8722;fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization, affording a triblock copolymer that can undergo CDSA in ethanol. The living CDSA process is outlined, the results of which yield cylindrical nanoparticles up to 500 nm in length and a length dispersity as low as 1.05. It is anticipated that these protocols will allow others to produce cylindrical nanostructures and elevate the field of CDSA in the future.

Crystallization-driven self-assembly (CDSA) displays the unique ability to fabricate cylindrical nanostructures of narrow length distributions. The organocatalyzed ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone and subsequent chain extensions of methyl methacrylate and N,N-dimethyl acrylamide are demonstrated. A living CDSA protocol that produces monodisperse cylinders up to 500 nm in length is outlined.

生分解性ブロック共重合体の結晶化駆動自己組織化による単分散円筒ナノ粒子の合成

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...

ポリスチレン自己組織を有効にして異方的不均一性と多層カーボンナノチューブを移植

要約

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製造、ち密化、および3Dカーボンナノチューブの微細構造のレプリカ成形

ジブロック共重合体超分子からジャイロイドニッケルナノ構造

マイクロ流体浸透を通じて立体的微細構造ナノ複合材料の製造

ポリスチレンを使用しました

小角中性子散乱による熱可逆性ブロック共重合体と特性を持つ単層カーボンナノチューブの機能化

ヘリカルポリカルボジイミド共重合体およびそれらのトリアゾール誘導体から得られた自己組み立てモルフォロジー

低圧走査型電子顕微鏡を用いたカーボンナノチューブの森の精密フライス

生理活性、PCLベースの「セルフフィット」形状記憶ポリマー足場の作製

マルチスケール構造機能表面の刻印ナノファイバーによる集計

生分解性ブロック共重合体の結晶化駆動自己組織化による単分散円筒ナノ粒子の合成

ポリスチレン自己組織を有効にして異方的不均一性と多層カーボンナノ チューブを移植

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製造、ち密化、および3Dカーボンナノチューブの微細構造のレプリカ成形

ジブロック共重合体超分子からジャイロイドニッケルナノ構造

マイクロ流体浸透を通じて立体的微細構造ナノ複合材料の製造

ポリスチレンを使用しました

小角中性子散乱による熱可逆性ブロック共重合体と特性を持つ単層カーボンナノチューブの機能化

ヘリカルポリカルボジイミド共重合体およびそれらのトリアゾール誘導体から得られた自己組み立てモルフォロジー

低圧走査型電子顕微鏡を用いたカーボンナノチューブの森の精密フライス

生理活性、PCLベースの「セルフフィット」形状記憶ポリマー足場の作製

マルチ スケール構造機能表面の刻印ナノファイバーによる集計

生分解性ブロック共重合体の結晶化駆動自己組織化による単分散円筒ナノ粒子の合成

ポリスチレン自己組織を有効にして異方的不均一性と多層カーボンナノチューブを移植

マルチスケール構造機能表面の刻印ナノファイバーによる集計