役に立つ議論のためカリフォルニア大学の教授 a. ポール Alivisatos、バークレーとソウル国立大学教授 Taeghwan ヒョンに感謝しますこの作品は、IBS R006 D1 によって支えられました。W.C.L. は感謝、漢陽大学 (HY-2015-N) の研究基金から支援を認めています。

1 ナノ粒子合成 <ol><li>白金ナノ粒子の合成 <ol><li>アンモニウム hexachloroplatinate(IV) の結合 17.75 mg ((NH 4) 2 Pt (IV) Cl 6)、3.72 mg。tetrachloroplatinate(II) アンモニウム ((NH 4) 2 Pt (II) Cl 4)、テトラメチル アンモニウム ブロマイド、ポリビニルピロリドンの 109 mg 115.5 mg (MW: 29,000)、エチレング リコール 100 mL 3 首丸底フラスコに攪拌棒の 10 mlゴムキャップを装備</li>。
		<li>は、還流凝縮器とフラスコを装備し、真空下でパージします。1,000 rpm で磁気攪拌棒反応混合物をかき混ぜる</li>。
		<li>アルゴンの流れ下 10 ° C/分の速度で加熱マントルの 180 ° C に反応混合物を熱します</li>。
		<li>は、20 分間 (180 ° C) 温度を維持します。ソリューション暗褐色になります</li>。
		<li>室温に冷却するように加熱マントルからフラスコを削除します</li>。
		<li>は、製品を 50 mL の遠心管に転送します。ナノ粒子を沈殿し、2,400 x g で 10 分間のサンプルを遠心分離機に製品にアセトン 30 mL を追加 
		注: 安全のため、この処理する必要があります実行する発煙のフード.</li>
		<li>上澄みを廃棄し、10 ml のエタノールの沈殿物の黒を再分散します</li>。
		<li>トルエン 30 ml 製品の沈殿物し上澄み 2,400 x g で 10 分間破棄の懸濁液を遠心分離機し、エタノール 10 mL で黒い沈殿物を再分散します。この手順を 3 回繰り返します</li>。
		<li>白金ナノ粒子にオレイルアミン 5 mL を追加し、分散を 100 mL の丸底フラスコに転送します。発生する配位子交換反応できるように 1,000 rpm で磁気攪拌下で一晩分散を逆流します</li>。
		<li>ソリューションからそれらを分離する 30 分間、10,000 × g でリガンド交換ナノ粒子を遠心します</li>。
		<li>上澄みを廃棄し、トルエン、ヘキサン、クロロホルムなどの疎水性溶媒 10 mL で白金ナノ粒子を分散します</li>。
	</ol></li> <li>鉛セレン化ナノ粒子の合成 <ol><li>鉛オレイン酸の準備 <ol><li>三水和物酢酸鉛 (Pb(Ac) 2 ·3H 2 O) の 758 mg、オレイン酸 2.5 mL とジフェニル エーテル 10 mL を組み合わせるゴムキャップを 100 mL 3 首丸底フラスコに攪拌棒</li>。
			<li>フラスコを還流冷却器装備</li>。
			<li>70 ° C の 2 h の真空条件の下で混合物をドガし、1,000 rpm で電磁攪拌棒でかき混ぜる</li>。
			<li>アルゴンとフラスコをパージし、部屋の温度に冷却してから</li>。
		</ol></li> <li>Trioctylphosphine セレン化 (TOPSe) の準備 <ol><li>別の容器で組み合わせて 474 mg セレンと空気への試薬の露出を防ぐために、グローブ ボックスを使用して、不活性雰囲気下 (上) trioctylphosphine 6 mL</li>。
			<li>トップで 110 W、40 kHz 超音波処理によるセレン粉溶解してソリューションが目に見えないように透明になるまで渦のミキサーを使用してミックスします</li>。
		</ol></li> <li>別の 250 mL の三つ口丸底フラスコにドガ 30 分 1,000 rpm で磁気撹拌しながら真空条件下 120 ° C でジフェニル エーテル 15 mL</li>
		<li>、アルゴンとフラスコをパージし、230 にジフェニル エーテルを熱し ° C</li>
		<li>急速に事前に加熱されたジフェニル エーテル鉛オレイン酸と TOPSe ソリューションの両方を注入します。射出時にある程度気温が します。高齢化温度を 170 に設定 ° C</li>
		<li>170 ° C 10 分発生する鉛セレン化ナノ粒子の成長を許可するように積極的な攪拌での混合物の温度を維持します</li>。
		<li>室温に冷却するように加熱マントルからフラスコを削除します</li>。
		<li>2 つの 50 mL 遠沈管を準備し等しいボリューム製品に分割し、チューブ転送します。ナノ粒子を沈殿し、2,400 x g で 10 分間の懸濁液を遠心分離機に各管にエタノール 30 mL を追加</li>
		<li>上澄みを廃棄し、トルエン 10 mL で黒い沈殿物を再分散します</li>。
		<li>エタノール 30 ml 製品の沈殿物し上澄み 2,400 x g で 10 分間破棄の懸濁液を遠心分離機、トルエン 10 mL で黒い沈殿物を再分散します。この手順を 3 回繰り返します</li>。
		<li>上澄みを廃棄し、トルエン、ヘキサン、クロロホルムなどの疎水性溶媒 10 mL に鉛セレン化ナノ分散します</li>。
	</ol></li></ol> 2。液体セル作製 <ol><li>シリコン窒化液体セル ( 図 3a ) <ol><li><ol><li>シリコン窒化膜の堆積預金 100 にストレスの少ないシリコン窒化膜835 の ° C および 100 sccm ジクロロシランと 50 sccm アンモニアの流れと 140 mTorr の圧力で低圧化学気相成長 (LPCVD) によって μ m 厚のシリコン基板 (4 インチ)。〜 25 シリコン窒化層の厚さを制御成膜時間を変化させることにより nm。成膜速度は 2.5 3.0 nm/分が各 CVD によって多少異なります</li>。
		</ol></li> <li>上部と下部のチップ 注: 25 微細加工プロセスの詳細な説明を参照してください。
		ウェハを完全にウェットに十分なフォトレジストを用いた <ol><li>スピン コート 10 mL 30 3,000 rpm でシリコン窒化けい素/ウェーハ上ポジ型フォトレジストの s. 
			注: 回転中に極薄シリコン基板が簡単に壊れています。我々 は通常、500 の厚さ別ウェーハ極薄ウェハを添付の破損を避けるためにフォトレジストを用いた μ m。スピン コーティング後、薄ウェーハはアセトンに浸漬でウェハ厚から区切られます。この手法は、スピン コーティング極薄 si ウェハ上の次のプロセスにも使用できます</li>。
			<li>焼く 60 85 ° C でホット プレート上のウェハ s. 
			注: の温度で準備されたウェーハを焼かない &#62; 110 ° C. ベーキング高温フォトレジスト正からネガ型フォトレジストに変更するフォトレジストになります</li>。
			<li>紫外線レジスト コーティング ウェーハを公開 (365 nm) 10 クロム マスク ( 図 1 a) を通した s.</li>
			<li>浸フォトレジスト コーティング ウェーハ 40 開発者溶液 50 mL に米は、ウェハを洗う 1 分の脱イオン水 50 mL で開発されたウエファーを浸します。洗浄工程を 2 回繰り返します</li>。
			<li>反応性イオン エッチング装置を用いた六弗化硫黄の 50 sccm の流れ 1 分の窒化ケイ素をエッチングします</li>。
			<li>は、上部のチップとフォトレジストを削除する 2 分のアセトンの下チップを浸します。フォトレジストを効果的に削除する手で優しく料理を振る</li>。
			<li>1.5 2 h. 85 ° C で (30 mg/mL) 水酸化カリウムの水溶液では、シリコンのエッチングは、エッチング液に均一な温度プロファイルがあることを確認するのに水浴を使用します。温度ムラは、e を過度にされているいくつかのエリアにつながるtched エッチングいくつか不完全ながら</li>。
			<li>完全に肉眼でエッチング、エッチングを停止しエッチング液から細胞を取るウィンドウが表示されたら。浮力は、水平に持ち上げた場合に発生することができますによって壊されるウィンドウのチャンスを避けるためにエッチング ソリューションから削除するときにセルを傾ける</li>。
			<li>下チップ ( 図 1 b) のマスクでこれらの手順を繰り返します 。
			注: 上部と下部のチップの窓が非常に薄く、約 25 nm の, 彼らは非常に壊れやすい。そのため、取り扱いには、細心の注意をすべき。窓側必要があります表面上にチップが休んでいるときに上向きに直面する常にします</li>。
		</ol></li> <li>上部と下部のチップは接合 <ol><li>スピン コート 10 mL 30 3,000 rpm でシリコン窒化けい素/ウェーハ上ポジ型フォトレジストの s.</li>
			<li>60 90 ° C のホット プレートにウェーハを焼く s.</li>
			<li>紫外線レジスト コーティング ウェーハを公開 (365 nm) 10 クロム マスク ( 図 1 c) を通した s.</li>
			<li>浸フォトレジスト コーティング ウェーハ 40 開発者溶液 50 mL に米は、ウェハを洗う 1 分の脱イオン水 50 mL で開発されたウエファーを浸します。洗浄工程を 2 回繰り返します</li>。
			<li>熱蒸発器を用いて下のチップにはインジウムの ~ 100 nm 厚を預金します。インジウムの層は、スペーサー、シール材として使用されます</li>。
			<li>は、フォトレジストを削除する 2 分をアセトンでチップを浸します。フォトレジストを効果的に削除する手で優しく料理を振る</li>。
			<li>アライナを使用して下部と上部のチップを合わせ、100 で接着し ° C</li>
		</ol></li></ol></li> <li>シリコン液体セル ( 図 3b ) <ol><li>上部と下部のチップの準備 <ol><li>の層の厚さと p 型絶縁体上シリコン (SOI) ウエハーを使用100 nm、400 nm、およびトップ シリコン 600 μ m 埋め SiO 2, とシリコンの処理層、それぞれします</li>。
			<li>実行 170 の厚さとシリコン酸化物の層を成長する 950-1100 ° C で酸化炉内 SOI ウェーハの湿式酸化 nm</li>。
			<li>エッチング バッファー酸化に SOI 基板を浸漬によるシリコン酸化膜エッチング シリコン酸化物の湿式エッチング液は、2 分間室温で (BOE) ソリューションであります。2.2.1.2 と 2.2.1.3 の手順の目的は、25 に SOI ウェーハのトップ シリコン層の厚さを減らすために nm</li>。
			<li>25 の厚さでストレスの少ないシリコン窒化層を入金型減圧 CVD ステップ 2.1.1.1 同じプロセス条件による SOI 層 (4 インチ) に nm</li>。
			<li>窒化ケイ素の同じプロセスを使用してのパターンし、手順 - 2.1.2.1 2.1.2.4 のようにパターンをマスクします</li>。
			<li>は、アセトン、フォトレジストを削除する 2 分内でウエハを浸します。フォトレジストを効果的に削除する手で優しく料理を振る</li>。
			<li>30 の BOE ソリューションとシリコン酸化膜をエッチング s.</li>
			<li>7 12 h. トリメチルアミン水溶液 (TMAH) をシリコン エッチングの使用もできますの 80 ° c (500 mg/mL) 水酸化カリウムの水溶液では、シリコンをエッチングします</li>。
			<li>Etch 160 ° C 10 分で 85% リン酸で窒化ケイ素</li>
			<li>3 分間室温で BOE ソリューションとシリコン酸化膜エッチング</li>
			<li>ステップ - 2.2.1.1 2.2.1.10 下チップ ( 図 1 b) のマスクとの手順を繰り返します</li>。
		</ol></li> <li>上部と下部のチップは接合 <ol><li>スピン コート 10 mL 30 3,000 rpm でシリコン窒化けい素/ウェーハ上ポジ型フォトレジストの s.</li>
			<li>60 90 ° C のホット プレートにウェーハを焼く s.</li>
			<li>紫外線レジスト コーティング ウェーハを公開 (365 nm) 10 クロム マスク ( 図 1 c) を通した s.</li>
			<li>浸フォトレジスト コーティング ウェーハ 40 開発者溶液 50 mL に米は、ウェハを洗う 1 分の脱イオン水 50 mL で開発されたウエファーを浸します。洗浄工程を 2 回繰り返します</li>。
			<li>熱蒸発器を用いて下のチップにはインジウムの ~ 100 nm 厚を預金します。インジウムの層は、スペーサー、シール材として使用されます</li>。
			<li>は、フォトレジストを削除する 2 分をアセトンでチップを浸します。フォトレジストを効果的に削除する手で優しく料理を振る</li>。
			<li>アライナを使用して下部と上部のチップを合わせ、100 で接着し ° C</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 3。液体セル TEM <ol><li><ol><li>5 mL にナノ粒子分散 (プロトコル 1.1 および 1.2) の追加の 20 μ L を ソリューションの読み込み のバイアルと空気中 10 分分散溶媒混合物 (o-ジクロロ ベンゼンの 1 mL 中のナノ粒子のドライペンタデカン、250 μ L とオレイルアミンの 10 μ L). 
		注: 拡張期間、高温、低圧など、極端な条件の下で乾燥貧しいナノ粒子分散可能性があります。リガンド-粒子相互作用は動的なので極端な条件の下でリガンド剥離後粒子のアグロメレーションの高い確率があります。オレイルアミン、ペンタデカン、o-ジクロロ ベンゼンの蒸気圧が異なるので乾燥工程は、溶媒の比を一定に保つため、読み込みプロセスの直前に実施されなければならない</li>。
		<li>光学顕微鏡による液細胞を検査します 。
		注: 液晶セルのウィンドウのいずれかが壊れている場合使用しないでくださいセル</li>。
		<li>貯水池にナノ粒子分散の負荷 〜 100 nL ( 図 2 a と 2 b) 液体セルの。液体セルの貯水池に効果的に分散の少量をロードする極薄キャピラリ ( 図 2 c) を装備、インジェクターを使用できます 。
		注: 一般に、ナノ粒子分散系の注入量は、貯水池の容量を超えています。分散は、貯水池からオーバーフローすると完全に液体セルはシールがあります。したがって、タンク外任意のあふれる分散は、ファンの形状にカット フィルター ペーパーの先端で吸収されなければなりません。吸収中にウィンドウとの接触を避ける</li>。
		<li>O-ジクロロ ベンゼンを乾燥する 10 分間空気に液体セルを公開します</li>。
		<li>サイズ 2 mm と穴径 600 μ m 銅絞りグリッドの 1 つの側面に真空グリースを塗布し、密封された環境を作成する絞り値グリッドの油を塗った側に液体セルをカバーします 。
		注: ウィンドウ上に大きく堆積真空グリース分解能が減少します。したがって、最初の試行でセルの窓のある銅絞りグリッドの穴に合わせて障害を修正しないように;代わりに、セルを破棄する必要があり、新しいものを用意します</li>。
	</ol></li> <li>TEM 測定 <ol><li>標準 TEM ホルダーに液体セルを配置します。液体セルは標準ホルダーに収まるように設計されています 。
		注: TEM ホルダーの汚染を避けるために手袋を使用します</li>。
		<li>は、画像の連続取得モードで TEM を設定しました。200 の加速電圧で電子顕微鏡画像をキャプチャ 〜 700/m 2 の電流密度を持つ kV 。
		注: 頻繁に TEM 圧レベルをチェックします。圧力レベルが異常の場合、すぐにイメージングを停止し、できるだけ早く電子顕微鏡室からホルダーを取り外します。液体セル TEM の低コントラスト画像の中心の難しさが発生します。な位置と焦点は、ウィンドウの端に初期粗フォーカスによって簡単に実行できます。乾燥速度は、電流密度を変更することによって制御できます。2 D の乾燥速度は、進化する乾燥パッチのサイズを追跡することによって測定できます。しかし、ひらに困難です。ボリュームの面で評価する年度乾燥します</li>。
		<li>は、ImageJ のソフトウェア パッケージを使用して元の TEM 画像を開きます。プログラムの多点アイコンを選択し、イメージとし、抽出、x のすべての個々 のナノ粒子と選択した粒子の y 座標の中心を割り当てます</li>。
		<li>動径分布関数 (RDF) の計算: 
		<img alt="Equation 1"src="/files/ftp_upload/56335/56335eq1.jpg"/> r が粒子間の距離は、N は粒子数、粒子によって覆われる領域は、ρ は 2D の面密度の粒子 (N/A)、<img alt="Equation 2"src="/files/ftp_upload/56335/56335eq2.jpg"/> 粒子 j から k 粒子の位置ベクトルは、δ (r) はディラックのデルタ関数。私たちを使用して <img alt="Equation 3"src="/files/ftp_upload/56335/56335eq3.jpg"/> 場所 、 = 0.8 nm に現実的な計算のディラックのデルタ関数</li>。
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Shevchenko, E. V., Talapin, D. V., Kotov, N. A., O'Brien, S., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Diversity+in+Binary+Nanoparticle+Superlattices.">Structural Diversity in Binary Nanoparticle Superlattices.</a> Nature. 439, 55-59 (2006).</li><li>Talapin, D. 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=Quasicrystalline+Order+in+Self-Assembled+Binary+Nanoparticle+Superlattices.">Quasicrystalline Order in Self-Assembled Binary Nanoparticle Superlattices.</a> Nature. 461, 964-967 (2009).</li><li>Evers, W. 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T., Mirsaidov, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Desorption-Mediated+Motion+of+Nanoparticles+at+the+Liquid-Solid+Interface.">Desorption-Mediated Motion of Nanoparticles at the Liquid-Solid Interface.</a> J. Phys. Chem. C. 120, 20462-20470 (2016).</li><li>Liu, Y., Lin, X. -. M., Sun, Y., Rajh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Visualization+of+Self-Assembly+of+Charged+Gold+Nanoparticles.">In Situ Visualization of Self-Assembly of Charged Gold Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 3764-3767 (2013).</li><li>Verch, A., Pfaff, M., de Jonge, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exceptionally+Slow+Movement+of+Gold+Nanoparticles+at+a+Solid/Liquid+Interface+Investigated+by+Scanning+Transmission+Electron+Microscopy.">Exceptionally Slow Movement of Gold Nanoparticles at a Solid/Liquid Interface Investigated by Scanning Transmission Electron Microscopy.</a> Langmuir. 31, 6956-6964 (2015).</li><li>Sutter, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Microscopy+of+the+Self-Assembly+of+Branched+Nanocrystals+in+Solution.">In Situ Microscopy of the Self-Assembly of Branched Nanocrystals in Solution.</a> Nat. Commun. 7, 11213 (2016).</li><li>Niu, K. -. Y., Liao, H. -. G., Zheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revealing+Dynamic+Processes+of+Materials+in+Liquid+Using+Transmission+Electron+Microscopy.">Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquid Using Transmission Electron Microscopy.</a> J. Vis. Exp. (70), e50122 (2012).</li><li>Hermannsd&#246;rfer, J., de Jonge, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+Dynamic+Processes+of+Nano-sized+Objects+in+Liquid+using+Scanning+Transmission+Electron+Microscopy.">Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy.</a> J. Vis. Exp. (120), e54943 (2017).</li><li>Tsung, C. 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=Sub-10+nm+Platinum+Nanocrystals+with+Size+and+Shape+Control:+Catalytic+Study+for+Ethylene+and+Pyrrole+Hydrogenation.">Sub-10 nm Platinum Nanocrystals with Size and Shape Control: Catalytic Study for Ethylene and Pyrrole Hydrogenation.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 5816-5822 (2009).</li><li>Cho, K. S., Talapin, D. V., Gaschler, W., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+PbSe+Nanowires+and+Nanorings+through+Oriented+Attachment+of+Nanoparticles.">Designing PbSe Nanowires and Nanorings through Oriented Attachment of Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 7140-7147 (2005).</li><li>Manthiram, K., Beberwyck, B. J., Talapin, D. V., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeded+Synthesis+of+CdSe/CdS+Rod+and+Tetrapod+Nanocrystals.">Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals.</a> J. Vis. Exp. (82), e50731 (2013).</li><li>Woehl, T. 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=Experimental+Procedures+to+Mitigate+Electron+Beam+Induced+Artifacts+During+in+situ+Fluid+Imaging+of+Nanomaterials.">Experimental Procedures to Mitigate Electron Beam Induced Artifacts During in situ Fluid Imaging of Nanomaterials.</a> Ultramicroscopy. 127, 53-63 (2013).</li><li>Shin, 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=Growth+Dynamics+and+Gas+Transport+Mechanism+of+Nanobubbles+in+Graphene+Liquid+Cells.">Growth Dynamics and Gas Transport Mechanism of Nanobubbles in Graphene Liquid Cells.</a> Nat. Commun. 6, 6068 (2015).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

白金ナノ粒子サイズは 7 nm アンモニウム ヘキサクロロ白金 (IV) 酸およびアンモニウム テトラクロロ白金 (II) 酸27 還元剤および溶媒として配位子とエチレング リコールとしてポリ (ビニルピロリドン) (PVP) を用いた還元による合成.オレイルアミンと配位子交換反応は、疎水性溶媒中の粒子を分散させるために行った。セレン ソース28 (29カ?...

自己集合コロイドナノ粒子系の興味の個々 のナノ粒子の11集団の物理的なプロパティにアクセスする機会を提供するため。揮発性溶剤6,7,8,の蒸着基板上のナノ粒子の自己組織化は、最も効果的な方法の 1 つ自己実用的なデバイス規模のアプリケーションで使用9,10,11. この溶媒蒸発法は蒸発速度などナノ粒子基板相互作用の変化速度論因子による大きな影響は、非平衡プロセス。ただし、推定し、動力学的要因を制御することは困難なので溶剤の蒸発による自己組織化ナノ粒子の機械的な理解は完全に成熟しません。その場x 線散乱法による研究はアンサンブル平均の情報を提供しているが、非平衡のナノ粒子の自己集合処理12,13,14、このテクニックのことはできません。個々 のナノ粒子の運動が決まります、全体的な軌道との関連付けを簡単にアクセスすることはできません。
液体セル TEM は個々 のナノ粒子の軌道を追跡するための新興ツール ナノ粒子運動の不均一性やアンサンブル動作15,16への貢献を理解する私たちを有効にします。 17,18,19,20,21,22,23,24,25、 26。溶媒の境界の動きが18基板上自己組織化ナノ粒子を誘導するための主要な原動力であることを示す溶媒蒸発中に個々 のナノ粒子の運動を追跡する液体セル電子顕微鏡を用いて以前,19します。 ここで、ナノ粒子の自己集合液体セル TEM を使用してのプロセスを観察することができます我々 の実験を紹介します。まず、プラチナの合成のためのプロトコルを提供し、TEM とナノ粒子を液体セルに読み込む方法の液体セルの作製手順を導入する前にセレン化ナノ粒子を導きます。代表的な結果として溶媒乾燥による自己組織化ナノ粒子の TEM 映画からのスナップショット ・ イメージを示します。これらの映画の中の個々 の粒子を追跡するシングルナノ粒子レベルで自己溶媒乾燥媒介の詳細な機構を理解できます。中に組み立て式、シリコン窒化ウィンドウで白金ナノ粒子は主に蒸発の溶媒フロントの動き溶剤の薄層に強い毛管力のため。同様の現象は他のナノ粒子 (セレン化鉛) の基板 (シリコン)、溶媒フロントの毛管力が、基板近傍粒子移行の重要な要因であることを示すも観察されました。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ammonium hexachloroplatinate (IV)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>204021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ammonium tetrachloroplatinate (II)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>206105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tetramethylammonium bromide, 98%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>195758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(vinylpyrrolidone) powder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>234257</td>
			<td>Mw ~29,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethylene glycol, anhydrous, 99.8%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>324558</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-hexane, anhydrous, 95%</td>
			<td>Samchun Chem.</td>
			<td>H0114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethanol, anhydrous, 99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>459836</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oleylamine, 70%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O7805</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lead(II) acetate trihydrate, 99.99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>467863</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oleic acid, 90%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>364525</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diphenyl ether, 99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P24101</td>
			<td>ReagentPlus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>selenium powder, 99.99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>229865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tri-n-octylphosphine, 97%</td>
			<td>Strem</td>
			<td>15-6655</td>
			<td>Air sensistive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene, anhydrous, 99.9%</td>
			<td>Samchun Chem.</td>
			<td>T2419</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetone 99.8%</td>
			<td>Daejung Chem.</td>
			<td>1009-2304</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>potassium hydroxide, 95%</td>
			<td>Samchun Chem.</td>
			<td>P0925</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p-type silicon-on-insulator wafers</td>
			<td>Soitec</td>
			<td>Power-SOI</td>
			<td>for liquid cells with silicon windows</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tetramethylammonium hydroxide, 25% in H2O</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>02-002-109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ 5214 E</td>
			<td>AZ Electronic Materials</td>
			<td>AZ 5214 E</td>
			<td>Positive photorest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ-327</td>
			<td>AZ Electronic Materials</td>
			<td>AZ-327</td>
			<td>AZ 5214 develper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>indium pellets 99.98-99.99%</td>
			<td>Kurt J. Lesker Company</td>
			<td>EVMIN40EXEB</td>
			<td>thermal evaporator target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2-dichlorobenzene, &#62;99%</td>
			<td>TCI</td>
			<td>D1116</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pentadecane, &#62;99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3406</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>buffered oxide etch 7:1</td>
			<td>microchemicals</td>
			<td>BOE 7-1 VLSI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phosphoric acid, 85%</td>
			<td>Samchun Chem.</td>
			<td>P0449</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

liquid-cell transmission electron microscopy for tracking self-assembly of nanoparticles

ナノ粒子の自己組織化構造を作成する汎用性の高い方法は、ナノ粒子の分散を乾燥が、このプロセスのメカニズムが十分に理解されていません。我々 は、液晶セルの透過型電子顕微鏡 (TEM) を使用してアセンブリ プロセスのメカニズムを調査する個々 のナノ粒子の軌跡を追跡しています。ここで、液体セル TEM 研究で使用するプロトコルを提案する、自己組織化。まず、セレン化ナノ粒子になり、均一に大きさで分類されたプラチナを生成に使用される詳細な合成プロトコルを紹介します。次に、窒化ケイ素やシリコン windows 液体セルを生成し、読み込みと画像検査液細胞の電子顕微鏡技術の手順を説明するために使用する微細加工プロセスを提案します。いくつかのノートは壊れやすい細胞ウィンドウを管理する方法など、全体のプロセスのための有用なヒントを提供するために含まれます。液体セル TEM によって追跡されるナノ粒子の個々 の運動では、蒸発による溶剤の境界の変更は、ナノ粒子の自己組織化プロセスの影響を受けることを明らかにしました。溶媒の境界は、主に非晶質集合体を形成、2 次元 (2 D) 自己組織化構造を生成する集計の平坦化の順にナノ粒子を運転しました。これらの動作は、種類の異なるナノ粒子と液体細胞組成の異なるも観察されます。

液体セルは 25 の厚さによる電子ビームに透明シリコン窒化 windows に装備されている上チップと下チップから成る nm。上部のチップ試料溶液及び蒸発の溶媒を格納するための貯留しています。チップは、従来の微細加工処理25を介して行われます。上部と下部のチップ用マスクが図 1 aに示されていると1 b</strong...

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Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

ナノ粒子の自己集合の追跡のため液晶セルの透過電子顕微鏡観察

ここで紹介する自己組織化プロセスのリアルタイム観測のための実験プロトコル液晶セルの透過型電子顕微鏡を用いたします。

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

liquid-cell-transmission-electron-microscopy-for-tracking-self

Research

JoVE Journal

Chemistry

12.6K ビュー.  Institute for Basic Science (IBS). ここで紹介する自己組織化プロセスのリアルタイム観測のための実験プロトコル液晶セルの透過型電子顕微鏡を用いたします。

ビデオ: Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

折り紙インスパイアパターン化され、再構成可能な粒子の自己組織化

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

化学

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control self-assembly and mimicking this process in vitro will bring about major advances in the areas of materials science and nanotechnology. Among the available biological building blocks, peptides have several advantages as they present substantial diversity, their synthesis in large scale is straightforward, and they can easily be modified with biological and chemical entities1,2. Several classes of designed peptides such as cyclic peptides, amphiphile peptides and peptide-conjugates self-assemble into ordered structures in solution. Homoaromatic dipeptides, are a class of short self-assembled peptides that contain all the molecular information needed to form ordered structures such as nanotubes, spheres and fibrils3-8. A large variety of these peptides is commercially available.
This paper presents a procedure that leads to the formation of ordered structures by the self-assembly of homoaromatic peptides. The protocol requires only commercial reagents and basic laboratory equipment. In addition, the paper describes some of the methods available for the characterization of peptide-based assemblies. These methods include electron and atomic force microscopy and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Moreover, the manuscript demonstrates the blending of peptides (coassembly) and the formation of a &#34;beads on a string&#34;-like structure by this process.9 The protocols presented here can be adapted to other classes of peptides or biological building blocks and can potentially lead to the discovery of new peptide-based structures and to better control of their assembly.

This paper describes the formation of highly ordered peptide-based structures by the spontaneous process of self-assembly. The method utilizes commercially available peptides and common lab equipment. This technique can be applied to a large variety of peptides and may lead to the discovery of new peptide-based assemblies.

短いペプチドの自己組織化によって順序付け生体分子構造の形成

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this article, we describe detailed protocols on how to fabricate sophisticated 2D shapes through the self-assembly of uniquely addressable single-stranded DNA tiles which act as molecular pixels on a molecular canvas. Each single-stranded tile (SST) is a 42-nucleotide DNA strand composed of four concatenated modular domains which bind to four neighbors during self-assembly. The molecular canvas is a rectangle structure self-assembled from SSTs. A prescribed complex 2D shape is formed by selecting the constituent molecular pixels (SSTs) from a 310-pixel molecular canvas and then subjecting the corresponding strands to one-pot annealing. Due to the modular nature of the SST approach we demonstrate the scalability, versatility and robustness of this method. Compared with alternative methods, the SST method enables a wider selection of information polymers and sequences through the use of de novo designed and synthesized short DNA strands.

DNA tiling is an effective approach to make programmable nanostructures. We describe the protocols to construct complex two-dimensional shapes by the self-assembly of single-stranded DNA tiles.

一本鎖DNAタイルから複雑な2次元形状の自己集合

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Obtaining 3D Chemical Maps by Energy Filtered Transmission Electron Microscopy Tomography

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a nanometric scale. EFTEM tomography can separate chemical elements that are very difficult to distinguish using other imaging techniques. The experimental protocol described here shows how to create 3D chemical maps to understand the chemical distribution and morphology of a material. Sample preparation steps for data segmentation are presented. This protocol permits the 3D distribution analysis of chemical elements in a nanometric sample. However, it should be noted that currently, the 3D chemical maps can only be generated for samples that are not beam sensitive, since the recording of filtered images requires long exposure times to an intense electron beam. The protocol was applied to quantify the chemical distribution of the components of two different heterogeneous catalyst supports. In the first study, the chemical distribution of aluminum and titanium in titania-alumina supports was analyzed. The samples were prepared using the swing-pH method. In the second, the chemical distribution of aluminum and silicon in silica-alumina supports that were prepared using the sol-powder and mechanical mixture methods was examined.

This paper describes a protocol to achieve 3D chemical maps combining energy filtered imaging and electron tomography. The chemical distribution of two catalyst supports formed by elements that are difficult to distinguish by other imaging techniques was studied. Each application consists of mapping overlapped chemical elements - respectively spaced-ionization edges.

エネルギー化学 3 D マップの取得フィルター透過電子顕微鏡トモグラフィー

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a ...

Analysis of Minerals Produced by hFOB 1.19 and Saos-2 Cells Using Transmission Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Microanalysis

This video presents the use of transmission electron microscopy with energy dispersive X-ray microanalysis (TEM-EDX) to compare the state of minerals in vesicles released by two human bone cell lines: hFOB 1.19 and Saos-2. These cell lines, after treatment with ascorbic acid (AA) and &#946;-glycerophosphate (&#946;-GP), undergo complete osteogenic transdifferentiation from proliferation to mineralization and produce matrix vesicles (MVs) that trigger apatite nucleation in the extracellular matrix (ECM).
Based on Alizarin Red-S (AR-S) staining and analysis of the composition of minerals in cell lysates using ultraviolet (UV) light or in vesicles using TEM imaging followed by EDX quantitation and ion mapping, we can infer that osteosarcoma Saos-2 and osteoblastic hFOB 1.19 cells reveal distinct mineralization profiles. Saos-2 cells mineralize more efficiently than hFOB 1.19 cells and produce larger mineral deposits that are not visible under UV light but are similar to hydroxyapatite (HA) in that they have more Ca and F substitutions.
The results obtained using these techniques allow us to conclude that the process of mineralization differs depending on the cell type. We propose that, at the cellular level, the origin and properties of vesicles predetermine the type of minerals.

We present a protocol to compare the state of minerals in vesicles released by two human bone cell lines: hFOB 1.19 and Saos-2. Their mineralization profiles were analyzed by Alizarin Red-S (AR-S) staining, ultraviolet (UV) light visualization, transmission electron microscopy (TEM) imaging and energy dispersive X-ray microanalysis (EDX).

HFOB 1.19 によって生成される鉱物と Sao 2 セルを使用して透過型電子顕微鏡エネルギー分散型 x 線微小分析での分析

This video presents the use of transmission electron microscopy with energy dispersive X-ray microanalysis (TEM-EDX) to compare the state of minerals in ...

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in liquid environments. This manuscript describes the process for making graphene liquid cells through the example of graphene liquid cell transmission electron microscopy (TEM) experiments of gold nanocrystal etching. The protocol for making graphene liquid cells involves coating gold, holey-carbon TEM grids with chemical vapor deposition graphene and then using those graphene-coated grids to encapsulate liquid between two graphene surfaces. These pockets of liquid, with the nanomaterial of interest, are imaged in the electron microscope to see the dynamics of the nanoscale process, in this case the oxidative etching of gold nanorods. By controlling the electron beam dose rate, which modulates the etching species in the liquid cell, the underlying mechanisms of how atoms are removed from nanocrystals to form different facets and shapes can be better understood. Graphene liquid cell TEM has the advantages of high spatial resolution, compatibility with traditional TEM holders, and low start-up costs for research groups. Current limitations include delicate sample preparation, lack of flow capability, and reliance on electron beam-generated radiolysis products to induce reactions. With further development and control, graphene liquid cell may become a ubiquitous technique in nanomaterials and biology, and is already being used to study mechanisms governing growth, etching, and self-assembly processes of nanomaterials in liquid on the single particle level.

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy can be used to observe nanocrystal dynamics in a liquid environment with greater spatial resolution than other liquid cell electron microscopy techniques. Etching premade nanocrystals and following their shape using graphene liquid cell Transmission Electron Microscopy can yield important mechanistic information about nanoparticle transformations.

グラフェン液セル透過型電子顕微鏡を使用してナノ結晶エッチングその場を研究するには

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in ...

Performing Spectroscopy on Plasmonic Nanoparticles with Transmission-Based Nomarski-Type Differential Interference Contrast Microscopy

Differential interference contrast (DIC) microscopy is a powerful imaging tool that is most commonly employed for imaging microscale objects using visible-range light. The purpose of this protocol is to detail a proven method for preparing plasmonic nanoparticle samples and performing single particle spectroscopy on them with DIC microscopy. Several important steps must be followed carefully in order to perform repeatable spectroscopy experiments. First, landmarks can be etched into the sample substrate, which aids in locating the sample surface and in tracking the region of interest during experiments. Next, the substrate must be properly cleaned of debris and contaminants that can otherwise hinder or obscure examination of the sample. Once a sample is properly prepared, the optical path of the microscope must be aligned, using Kohler Illumination. With a standard Nomarski style DIC microscope, rotation of the sample may be necessary, particularly when the plasmonic nanoparticles exhibit orientation-dependent optical properties. Because DIC microscopy has two inherent orthogonal polarization fields, the wavelength-dependent DIC contrast pattern reveals the orientation of rod-shaped plasmonic nanoparticles. Finally, data acquisition and data analyses must be carefully performed. It is common to represent DIC-based spectroscopy data as a contrast value, but it is also possible to present it as intensity data. In this demonstration of DIC for single particle spectroscopy, the focus is on spherical and rod-shaped gold nanoparticles.

The goal of this protocol is to detail a proven approach for the preparation of plasmonic nanoparticle samples and for performing single particle spectroscopy on them with differential interference contrast (DIC) microscopy.

トランスミッションベースのノマルスキー型差動干渉造影顕微鏡を用いたプラズモニックナノ粒子の分光法の実行

Differential interference contrast (DIC) microscopy is a powerful imaging tool that is most commonly employed for imaging microscale objects using ...

Preparation of Graphene-Supported Microwell Liquid Cells for In Situ Transmission Electron Microscopy

The fabrication and preparation of graphene-supported microwell liquid cells (GSMLCs) for in situ electron microscopy is presented in a stepwise protocol. The versatility of the GSMLCs is demonstrated in the context of a study about etching and growth dynamics of gold nanostructures from a HAuCl4 precursor solution. GSMLCs combine the advantages of conventional silicon- and graphene-based liquid cells by offering reproducible well depths together with facile cell manufacturing and handling of the specimen under investigation. The GSMLCs are fabricated on a single silicon substrate which drastically reduces the complexity of the manufacturing process compared to two-wafer-based liquid cell designs. Here, no bonding or alignment process steps are required. Furthermore, the enclosed liquid volume can be tailored to the respective experimental requirements by simply adjusting the thickness of a silicon nitride layer. This enables a significant reduction of window bulging in the electron microscope vacuum. Finally, a state-of-the-art quantitative evaluation of single particle tracking and dendrite formation in liquid cell experiments using only open source software is presented.

Preparation of Graphene-Supported Microwell Liquid Cells for In Situ Transmission Electron Microscopy

A protocol for preparation of graphene-supported microwell liquid cells for in situ electron microscopy of gold nanocrystals from HAuCl4 precursor solution is presented. Furthermore, an analysis routine is presented to quantify observed etching and growth dynamics.

その中透過電子顕微鏡におけるグラフェン支持マイクロウェル液体細胞の調製

The fabrication and preparation of graphene-supported microwell liquid cells (GSMLCs) for in situ electron microscopy is presented in a stepwise protocol. ...

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 ...

Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface

Because of their unique properties, including an ultrathin thickness (3-4 nm), ultrahigh resistivity, fluidity and self-assembly ability, lipid bilayers can be readily functionalized and have been used in various applications such as bio-sensors and bio-devices. In this study, we introduced a planar organic molecule: copper (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc) to dope lipid membranes. The CuPc/lipid hybrid membrane forms at the water/air interface by self-assembly. In this membrane, the hydrophobic CuPc molecules are located between the hydrophobic tails of lipid molecules, forming a lipid/CuPc/lipid sandwich structure. Interestingly, an air-stable hybrid lipid bilayer can be readily formed by transferring the hybrid membrane onto a Si substrate. We report a straightforward method for incorporating nanomaterials into a lipid bilayer system, which represents a new methodology for the fabrication of biosensors and biodevices.

We report a protocol for producing a hybrid lipid membrane at the water/air interface by doping the lipid bilayer with copper (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc) molecules. The resulting hybrid lipid membrane has a lipid/CuPc/lipid sandwich structure. This protocol can also be applied to the formation of other functional nanomaterials.

水/空気界面で疎水性有機分子をドープしたハイブリッド脂質膜の自己集合

Because of their unique properties, including an ultrathin thickness (3-4 nm), ultrahigh resistivity, fluidity and self-assembly ability, lipid bilayers ...