JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Приведен протокол синтеза и характеризации самоорганизующихся металлоорганических каркасных монослоев с использованием полимер-привитых металлоорганических каркасных кристаллов (MOF). Процедура показывает, что привитые полимером частицы MOF могут быть самоорганизованы на границе раздела воздух-вода, что приводит к образованию хорошо сформированных, свободно стоящих однослойных структур, о чем свидетельствует визуализация с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Аннотация

Металлоорганические каркасы (MOF) — это материалы с потенциальными применениями в таких областях, как адсорбция и разделение газов, катализ и биомедицина. Попытки повысить полезность MOF включали в себя получение различных композитов, в том числе привитых полимерами. Путем непосредственной прививки полимеров к внешней поверхности МОС можно преодолеть проблемы несовместимости между полимерами и МОС. Полимерные щетки, привитые с поверхности MOF, могут служить для стабилизации MOF, обеспечивая при этом сборку частиц в самоорганизующиеся металлоорганические каркасные монослои (SAMM) посредством взаимодействия полимер-полимер.

Контроль над химическим составом и молекулярной массой привитого полимера позволяет осуществлять настройку характеристик SAMM. В этой работе приведены инструкции о том, как обездвижить цепной передаточный агент (CTA) на поверхности MOF UiO-66 (UiO = Universitetet i Oslo). КТА служат отправными точками для роста полимеров. После того, как полимерные цепи выращиваются из поверхности MOF, образование SAMM достигается за счет самосборки на границе раздела воздух-вода. Полученные SAMM характеризуются и демонстрируются как автономно стоящие с помощью сканирующей электронной микроскопии. Ожидается, что методы, представленные в данной статье, сделают получение SAMM более доступным для исследовательского сообщества и тем самым расширят их потенциальное использование в качестве MOF-полимерного композита.

Введение

Металл-органические каркасы (MOF) представляют собой кристаллические, пористые материалы, которые имеют большую площадь поверхности и легко настраиваются путем модификации органических лигандов или металлических узлов 1,2. MOF состоят из двух компонентов: органического лиганда и ионов металлов (или кластеров ионов металлов, называемых вторичными строительными блоками, SBU). МОС были исследованы для хранения химических веществ (например, газа), разделения, катализа, зондирования и доставки лекарств. Как правило, MOF синтезируются в виде кристаллических порошков; Тем не менее, для удобства использования во многих приложениях желательна формулировка в других форм-факторах, если в этом нет необходимости 3,4. Например, сообщалось, что смешанные матричные мембраны (МПМ) МОС с полимерами являются одним из особенно полезных композитов МОС и полимеров5. Однако в некоторых случаях МПМ могут иметь ограничения из-за несовместимости/несмешиваемости между МПМ и полимерными компонентами 5,6. Поэтому были изучены стратегии включения полимерной прививки непосредственно на частицы MOF для формирования полимерных MOF.

Неорганические и металлические наночастицы демонстрируют уникальное поведение с точки зрения оптических, магнитных, каталитических и механических свойств 7,8. Тем не менее, они, как правило, легко агрегируются после синтеза, что может препятствовать их технологичности. Для повышения их технологичности полимерные цепи могут быть привиты к поверхности частиц9. Наночастицы с высокой плотностью прививки обеспечивают превосходную дисперсию и стабильность благодаря благоприятным энтальпическим взаимодействиям между поверхностными полимерами и растворителем, а также энтропийным отталкивающим взаимодействияммежду частицами. Прививка полимеров к поверхности частиц может быть достигнута с помощью различных стратегий11. Наиболее простым подходом является стратегия «прививки к» частицам, при которой функциональные группы, такие как тиолы или карбоновые кислоты, вводятся на концах полимерных цепей для прямого связывания с наночастицей. Когда на поверхности частиц присутствуют комплементарные химические группы, такие как гидроксилы или эпоксиды, полимерные цепи могут быть привиты к этим группам с помощью ковалентных химических подходов12,13. Метод полимеризации, инициированный частицами или поверхностью, включает в себя прикрепление инициаторов или агентов переноса цепей (CTA) к поверхности наночастиц, а затем выращивание полимерных цепей на поверхности частиц путем поверхностной полимеризации. Этот метод часто обеспечивает более высокую плотность прививки, чем подход «прививка до». Кроме того, прививка из позволяет синтезировать блок-сополимеры, тем самым расширяя разнообразие полимерных структур, которые могут быть иммобилизованы на поверхности частицы.

Начали появляться примеры прививки полимеров на частицы MOF, в основном сосредоточенных на установке сайтов полимеризации на органических лигандах MOF. В недавнем исследовании, опубликованном Шоджаи и его коллегами, винильные группы ковалентно присоединялись к лигандам MOF UiO-66-NH2 на основе Zr(IV) (UiO = Universitetet i Oslo, где лиганд терефталевой кислоты содержит аминозаместитель) с последующей полимеризацией метилметакрилатом (MMA) для создания привитых полимером MOF с высокой плотностью прививки (рис. 1A)14. Аналогичным образом, Матцгер и его коллеги функционализировали аминные группы на частицах ядра MOF-5 (также известного как IRMOF-3@MOF-5) с 2-бром-изо-бутиловыми группами. С помощью полимеризации, инициированной 2-бром-изо-бутиловыми группами, они создали полиметилметакрилат (ПММА)-привитый PMMA@IRMOF-3@MOF-515.

В дополнение к функционализации лиганда MOF для прививки из полимеризации, также были исследованы новые методы, которые создают участки для полимерной прививки путем координации с металлическими центрами (также известными как SBU) MOF. Например, лиганд, который может связываться с металлическими центрами MOF, такой как катехол (рис. 1B), может быть использован для координации с открытыми металлическими участками на поверхности MOF. С помощью функционализированного катехолом агента для переноса цепи (cat-CTA, рис. 1B) поверхность MOF может быть функционализована и сделана пригодной для прививки из полимеризации.

В последнее время вышеупомянутая стратегия синтеза MOFs-полимерных композитов была использована и для создания отдельно стоящих монослоев MOF 16,17,18. MOF, такие как UiO-66 и MIL-88B-NH2 (MIL = Materials of Institute Lavoisier), были поверхностно функционализированы с помощью pMMA с использованием стратегии лиганд-CTA (рис. 1B). Привитые полимером частицы MOF были самоорганизованы на границе раздела воздух-вода с образованием самонесущих, самоорганизующихся металлоорганических каркасных монослоев (SAMM) толщиной ~250 нм. Содержание полимеров в этих композитах составляло ~20 мас.%, что указывает на то, что ЗУМП содержали ~80 мас.% МО нагрузки. Последующие исследования показали, что различные виниловые полимеры могут быть привиты к UiO-66 для получения SAMM с различными характеристиками19. Для расчета высоты полимерной щетки и плотности прививки поверхностно-привитых MOF-полимерных композитов использовались такие аналитические методы, как термогравиметрический анализ (ТГА), динамическое рассеяние света (DLS) и гелевая проникающая хроматография (ГПХ).

В данной работе представлено получение SAMM из UiO-66-pMA (pMA = поли(метилакрилат)). Для полимеризации метилакрилата (MA) в качестве CTA19 используется 2-(додецилтиокарбонотиоилтио)-2-метилпропионовая кислота (DDMAT, рисунок 1B). Функционализация частиц UiO-66 с помощью cat-DDMAT имеет важное значение для прививки pMA. Cat-DDMAT может быть синтезирован с помощью двухступенчатой процедуры ацилирования из коммерчески доступного CTA и гидрохлорида дофамина19. Также крайне важно использовать частицы UiO-66 однородного размера для успешного формирования SAMMs19; Поэтому UiO-66, используемый в данном исследовании, был получен с использованием метода непрерывного сложения20. Метод полимеризации, используемый для получения привитых полимером частиц MOF, представляет собой фотоиндуцированный обратимый перенос цепи присоединения-фрагментации (RAFT), проводимый под синим светодиодным светом (с использованием фотореактора собственной постройки, рис. 2) с фотокатализатором трис(2-фенилпиридин)иридия (Ir(ppy)3). Полимеризация RAFT обеспечивает исключительно узкую дисперсию полимера, которую можно точно контролировать. Свободные CTA включаются в реакцию полимеризации, поскольку соотношение трансферагента к мономеру позволяет контролировать молекулярную массу во время полимеризации. Количество передаточного агента cat-DDMAT на поверхности частиц MOF невелико; Следовательно, добавляется избыточный свободный CTA, и количество используемого мономера рассчитывается на основе количества свободного CTA в наличии21. После полимеризации свободный полимер, полученный из свободного CTA, удаляют путем промывки, оставляя только привитый полимером UiO-66-pMA. Впоследствии этот композит диспергируется в толуоле в высокой концентрации и используется для образования SAMM на границе раздела воздух-вода.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

1. Модификация поверхности UiO-66 с cat-DDMAT

  1. Замените растворитель UiO-66 из метанола на воду.
    1. Приготовьте UiO-66 в метаноле в концентрации 20 мг/мл.
      Примечание: Согласно Wang et al.20, гомогенный UiO-66 после синтеза промывают ДМФА и метанолом, а затем хранят в диспергированном состоянии в метаноле.
    2. Перенесите 10 мл суспензии UiO-66 в коническую центрифужную пробирку объемом 15 мл с помощью пипетки.
    3. Проведите центрифугирование при температуре около 10 000 × г в течение 10 минут, удалите надосадочную жидкость и добавьте 10 мл деионизированной (DI) воды.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В случаях, когда частицы не полностью оседают в этих условиях, можно выполнить дополнительный 10-минутный этап центрифугирования.
    4. Редиспергируйте частицы UiO-66 в воде.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для адекватного диспергирования может потребоваться использование ультразвуковой и вихревой обработки (можно использовать максимальную скорость) при комнатной температуре.
    5. Снова центрифугируйте в тех же условиях, что и на шаге 1.1.3., добавьте 10 мл свежей деионизированной воды и повторно диспергируйте.
  2. Растворите 10 мг cat-DDMAT в 5 мл хлороформа.
    1. Свесьте 10 мг cat-DDMAT во флаконе объемом 20 мл.
    2. Добавьте в флакон 5 мл хлороформа с помощью градуированного баллона.
    3. Закройте флакон и нанесите ультразвук при комнатной температуре до получения прозрачного раствора.
  3. Ввергните раствор cat-DDMAT в раствор UiO-66 в течение 3 минут.
    1. Последовательно перенесите дисперсию воды UiO-66 со стадии 1.1 и раствор cat-DDMAT с стадии 1.2 в коническую центрифужную пробирку объемом 40 мл.
    2. Обеспечьте достаточное перемешивание, вортексируя в течение 3 минут.
  4. Добавьте в смесь 20 мл этанола с помощью баллона и встряхните для тщательного перемешивания.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для правильного смешивания может потребоваться некоторое дополнительное вортексирование.
  5. Подвергнуть смесь центрифугированию, промыть 40 мл этанола и диспергировать в 10 мл ДМСО для хранения.
    1. Центрифугируйте при температуре около 10 000 × г в течение 10 минут, удалите надосадочную жидкость и добавьте 40 мл свежего этанола.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В случаях, когда частицы не полностью оседают в этих условиях, можно выполнить дополнительный 10-минутный этап центрифугирования.
    2. Ультразвуковой обработкой для обеспечения должной редисперсии.
    3. Снова центрифугируйте в тех же условиях, что и на шаге 1.5.1, добавьте 40 мл свежего этанола и повторно диспергируйте.
      ПРИМЕЧАНИЕ: При центрифугировании можно наблюдать, что первоначально белый UiO-66 превращается в бледно-желтый, что подтверждает функционализацию с помощью DDMAT.
    4. После еще одного раунда центрифугирования добавьте в пробирку 5 мл ДМСО.
    5. Обеспечьте частицы ультразвуком для достижения максимальной дисперсии и перенесите в коническую центрифужную пробирку объемом 15 мл.
    6. Добавьте 5 мл свежего ДМСО в 50 мл пробирки, чтобы диспергировать оставшиеся частицы.
    7. Перенесите дисперсию ДМСО в пробирке объемом 50 мл в пробирку объемом 15 мл для объединения с исходной дисперсией ДМСО.
    8. Перемешайте с помощью вортексинга и ультразвука, затем храните образец.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Желтый цвет cat-DDMAT позволяет наблюдать функционализацию поверхности через изменение цвета частиц (Рисунок 3)

2. Полимеризация метилакрилата из UiO-66-DDMAT

  1. Перенесите 2 мл дисперсии UiO-66-DDMAT в ДМСО в колбу с круглым дном (RBF) объемом 10 мл с помощью пипетки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если дисперсия хранилась в течение длительного периода времени, ее можно снова сделать однородной с помощью дополнительного вихревания и ультразвука перед передачей в RBF.
  2. Добавьте раствор катализатора Ir(ppy)3 и исходный раствор DDMAT во время перемешивания.
    1. Поместите перемешивающую планку внутрь RBF и закрепите ее на пластине для перемешивания.
    2. Начните перемешивание и добавьте 12 μL стокового раствора Ir(ppy)3 (1 мг/мл в DMF) с помощью микропипетки.
    3. Добавьте 0,45 мл стокового раствора DDMAT (10 мг/мл в ДМФА) с помощью микропипетки.
      Примечание: Исходные растворы Ir(ppy)3 и DDMAT были заранее приготовлены в соответствующих концентрациях и хранились в холодильнике в масштабах 1-3 мл.
  3. Добавьте 1,7 мл метилакрилата во флакон объемом 20 мл и растворите его в 2 мл свежего ДМСО с помощью микропипетки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ультразвуковая обработка может быть использована для достижения образования однородного раствора.
  4. Медленно добавляйте раствор по каплям в реакционную колбу.
  5. Перестаньте помешивать, запечатайте RBF перегородкой и дегазируйте на 15 минут.
    1. Перестаньте помешивать и надежно запечатайте RBF перегородкой.
    2. Подсоедините длинную иглу (в диапазоне от 21 до 22G) к коллектору подачи азота.
    3. Вставьте длинную иглу через перегородку, чтобы добраться до внутренней воздушной прослойки RBF.
    4. Введите короткую иглу (в диапазоне от 21 до 22 G) через перегородку для создания выходного отверстия.
    5. Откройте азотный клапан и опустите длинную иглу на дно RBF.
    6. Поднимите длинную иглу через 15 мин к внутреннему воздушному слою RBF.
    7. Сначала удалите короткую иглу, а затем длинную иглу, следя за тем, чтобы внешний воздух не попадал внутрь RBF.
    8. Закройте азотный клапан.
  6. Инициируйте реакцию под действием синего светодиодного источника света (λ = 455 нм).
    1. Поместите светодиодный фотореактор синего света собственного производства на перемешивающую пластину.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Фотореактор был построен с использованием водонепроницаемой гибкой светодиодной ленты 12 В (Рисунок 2).
    2. Подключите питание, проверьте излучение света и накройте верхнюю часть алюминиевой фольгой, чтобы предотвратить чрезмерное воздействие синего света.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не закрывайте его полностью, чтобы тепло, выделяемое во время полимеризации, уходило.
    3. Снова начните помешивать.
  7. Выключайте светодиод, когда вязкость реакционного раствора увеличивается до такой степени, что его уже нельзя перемешивать.
  8. Добавьте излишки ацетона в RBF, разведите смесь и переложите в пробирку объемом 50 мл.
    1. Снимите перегородку с RBF и добавьте ацетон, чтобы заполнить пространство.
    2. Перемешивайте примерно 1 час до получения однородной смеси.
    3. Переложите смесь в коническую центрифужную пробирку объемом 50 мл.
    4. Добавьте свежий ацетон в RBF и помешивайте еще час, чтобы собрать остатки продуктов.
    5. Переложите смесь из RBF в пробирку объемом 50 мл для смешивания со смесью, собранной вначале.
  9. Наполните ацетоном до 40 мл и перемешайте до растворения свободного полимера.
  10. Промойте смесь до тех пор, пока свободный полимер не растворится в ацетоне, затем смените растворитель на толуол.
    1. После центрифугирования и удаления надосадочной жидкости отрегулируйте объем до 40 мл свежего ацетона.
    2. Диспергируйте частицы с помощью ультразвука и вихря, после чего следует еще один раунд центрифугирования.
    3. Повторяйте до тех пор, пока свободный полимер не растворится в надосадочной жидкости.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Замачивание на ночь в свежем ацетоне после диспергирования может быть эффективным методом для облегчения высвобождения длинноцепочечных полимеров.
  11. Диспергируйте частицы продукта в 10 мл толуола.
    1. Добавьте в изделие 5 мл толуола после удаления надосадочной жидкости.
    2. Диспергируйте частицы с помощью ультразвука и вихря, а затем перенесите их в новую коническую центрифужную пробирку объемом 15 мл.
    3. Добавьте свежий толуол (5 мл) в пробирку объемом 50 мл, чтобы диспергировать оставшиеся частицы.
    4. Перенесите дисперсию толуола из пробирки объемом 50 мл в пробирку объемом 15 мл для соединения с исходной дисперсией толуола.
    5. Перемешайте с помощью вихревой и ультразвуковой обработки, затем храните образец.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Однородно диспергированный UiO-66-pMA получают в виде полупрозрачной суспензии. (Рисунок 3)

3. Самосборка частиц

  1. После центрифугирования диспергируйте частицы в толуоле до объема менее 20% от исходного количества.
    1. Центрифугирование диспергированной толуолом суспензии частиц выполняется в тех же условиях, что и на шаге 1.1.3.
    2. Удалите надосадочную жидкость и добавьте толуол до достижения общего объема суспензии 1-2 мл.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Подходящая концентрация может варьироваться в зависимости от размера используемой чашки Петри, размера частиц и молекулярной массы полимера.
    3. Полностью диспергируйте частицы с помощью ультразвуковой обработки.
  2. Приготовьте чашку Петри (диаметр 60 мм), добавив деионизионную воду.
  3. Осторожно капните примерно 10 мкл дисперсии толуола (эквивалентно одной капле) на поверхность деионизионной воды.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Не добавляйте более одной капли. При добавлении дисперсии используемый инструмент можно отрегулировать для контроля размера капли. Подходящий размер капель может варьироваться в зависимости от размера чашки Петри, размера частиц и молекулярной массы полимера.
  4. Накройте посуду крышкой, чтобы толуол медленно испарялся.
  5. После того как весь толуол на поверхности испарился и образовалась однослойная мембрана, снимите крышку.
  6. С помощью петли из медной проволоки аккуратно снимите часть монослоя.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Медная проволока, используемая для зачерпывания монослоя, должна иметь плоскую, примерно круглую форму.
  7. После испарения оставшейся сопутствующей воды можно было наблюдать отдельно стоящий монослой.
  8. Чтобы подготовиться к измерениям изображений с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), осторожно зачерпните монослой, образовавшийся на поверхности воды, с помощью кусочка тонкого стекла.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Когда привитые полимером MOFs аккуратно опускаются на воду из концентрированной дисперсии толуола (как показано на рисунке 4A), за несколько секунд образуется монослой с радужным видом. Кроме того, использование пресс-формы из медной проволоки для подъема этого монослоя и...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Существует несколько критических этапов, на которых требуется особое внимание к деталям для успешного синтеза привитых полимерами MOF, которые будут производить SAMM. Во-первых, мономеры, используемые в полимеризации RAFT, дополняются ингибиторами или стабилизаторами во время хранения для...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.

Благодарности

М.К. был поддержан грантом Национального научного фонда, отделения химии в рамках премии No. ЧЕ-2153240. Дополнительная поддержка в отношении материалов и расходных материалов была предоставлена Департаментом энергетики, Управлением фундаментальных энергетических наук, Отделом материаловедения и инженерии в рамках гранта No. ДЭ-FG02-08ER46519. Визуализация SEM была частично выполнена в Нанотехнологической инфраструктуре Сан-Диего (SDNI) Калифорнийского университета в Сан-Диего, входящей в Национальную скоординированную инфраструктуру нанотехнологий, которая поддерживается Национальным научным фондом (ECCS-1542148).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionic acid (DDMAT)Sigma-Aldrich72301098%
10 mL Single Neck RBFChemglassCG-1506-8214/20 Outer Joint
AcetoneFisher ChemicalA18-20ACS Grade
Allegra X-30R CentrifugeBECKMAN COULTERB063201.6 L max capacity, 18,000 RPM, 29,756 x g
Analog Vortex MixerVWR10153-838300 - 3,200 rpm
cat-DDMATPrepared according to literature procedure (ref. 17).
Centrifuge Tube, 50 mL / 15 mLCORNING430291 / 430766Conical Bottom with plug seal cap, polypropylene
ChloroformFisher ChemicalAC42355004099.8%
Conventional needlesBecton Dickinson38290305167021 G x 1 1/2
Copper wireMalin Co.No. 30 B & S GAUGE
Dimethyl Sulfoxide (DMSO)Fisher BioreagentsBP231-1>=99.7%
Disposable Pasteur PipetsFisher Scientific13-678-20CBorosilicate Glass
EthanolKOPTECV1001200 proof ethanol
Glass Scintillation Vial, 20 mLKIMBIL74508-20
Graduated Cylinder, 10 mLKIMBIL20024-10
Hypodermic NeedlesAir-TiteN22422 G x 4''
MethanolFisher ChemicalA412-2099.8%
Methyl AcrylateAldrich ChemistryM2730199%, contains =< 100 ppm monomethyl ether hydroquinone as inhibitor
Micropipette P10 (1 - 10 µL)GILSONF144055MPIPETMAN, Metal Ejector
Micropipette P1000 (100 - 1,000 µL)GILSONF144059MPIPETMAN, Metal Ejector
Micropipette P20 (2 - 20 µL)GILSONF144056MPIPETMAN, Metal Ejector
Microscope cover glassFisher Scientific12542A18 mm x 18 mm
NN-Dimerhylformamide (DMF)Fisher ChemicalD119-499.8%
Petri Dish, Stackable LidFisher ScientificFB0875713A60 mm x 15 mm
Septum StopperChemglassCG30240114/20 - 14/35
Stir BarChemglassCG-2005T-01Magnetic, PTFE, Turbo, Rare Earth, Elliptical, 10 x 6mm
SuperNuova+ Stirring Hot PlateThermo ScientificSP8885719050 - 1,500 rpm, 30 - 450 °C
TolueneFisher ChemicalT324-499.5%
Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III) (Ir(ppy)3)Sigma-Aldrich68809697%
UiO-66 (120 nm edge length)Prepared according to literature procedure (ref. 18).
Ultrasonic Cleaner CPX3800HEMERSON / BRANSONCPX-952-318R40 kHz, 5.7 L
Waterproof Flexible LED Strip LightALITOVEALT-5B300WPBK16.4 ft 5050 Blue LED

Ссылки

  1. Eddaoudi, M., et al. Systematic design of pore size and functionality in isoreticular mofs and their application in methane storage. Science. 295, 469-472 (2002).
  2. Yaghi, O. M., et al. Reticular synthesis and the design of new materials. Nature. 423, 705-714 (2003).
  3. Kitao, T., Zhang, Y., Kitagawa, S., Wang, B., Uemura, T. Hybridization of mofs and polymers. Chem Soc Rev. 46 (11), 3108-3133 (2017).
  4. Kalaj, M., et al. Mof-polymer hybrid materials: From simple composites to tailored architectures. Chem Rev. 120 (16), 8267-8302 (2020).
  5. Lin, R., Villacorta Hernandez, B., Ge, L., Zhu, Z. Metal organic framework based mixed matrix membranes: An overview on filler/polymer interfaces. J Mater Chem A. 6 (2), 293-312 (2018).
  6. Semino, R., Moreton, J. C., Ramsahye, N. A., Cohen, S. M., Maurin, G. Understanding the origins of metal-organic framework/polymer compatibility. Chem Sci. 9 (2), 315-324 (2018).
  7. Daniel, M. -C., Astruc, D. Gold nanoparticles: Assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology. Chem Rev. 104, 293-346 (2004).
  8. Zhou, J., Yang, Y., Zhang, C. Y. Toward biocompatible semiconductor quantum dots: From biosynthesis and bioconjugation to biomedical application. Chem Rev. 115 (21), 11669-11717 (2015).
  9. Chancellor, A. J., Seymour, B. T., Zhao, B. Characterizing polymer-grafted nanoparticles: From basic defining parameters to behavior in solvents and self-assembled structures. Anal Chem. 91 (10), 6391-6402 (2019).
  10. Wright, R. A., Wang, K., Qu, J., Zhao, B. Oil-soluble polymer brush grafted nanoparticles as effective lubricant additives for friction and wear reduction. Angew Chem Int Ed. 55 (30), 8656-8660 (2016).
  11. Pastore, V. J., Cook, T. R. Coordination-driven self-assembly in polymer-inorganic hybrid materials. Chem Mater. 32 (9), 3680-3700 (2020).
  12. Chiu, J. J., Kim, B. J., Kramer, E. J., Pine, D. J. Control of nanoparticle location in block copolymers. J Am Chem Soc. 127, 5036-5037 (2005).
  13. Zubarev, E. R., Xu, J., Sayyad, A., Gibson, J. D. Amphiphilic gold nanoparticles with v-shaped arms. J Am Chem Soc. 128 (15), 4958-4959 (2006).
  14. Molavi, H., Shojaei, A., Mousavi, S. A. Improving mixed-matrix membrane performance via pmma grafting from functionalized nh2-uio-66. J Mater Chem. A. 6 (6), 2775-2791 (2018).
  15. Mcdonald, K. A., Feldblyum, J. I., Koh, K., Wong-Foy, A. G., Matzger, A. J. Polymer@mof@mof: "Grafting from" atom transfer radical polymerization for the synthesis of hybrid porous solids. Chem Commun. 51 (60), 11994-11996 (2015).
  16. Barcus, K., Cohen, S. M. Free-standing metal-organic framework (mof) monolayers by self-assembly of polymer-grafted nanoparticles. Chem Sci. 11 (32), 8433-8437 (2020).
  17. Xiao, J., et al. Photoswitchable nanoporous metal-organic framework monolayer film for light-gated ion nanochannel. ACS Appl Nano Mater. 6 (4), 2813-2821 (2023).
  18. Xiao, J., et al. Self-assembled nanoporous metal-organic framework monolayer film for osmotic energy harvesting. Adv Funct Mater. 34 (2), 2307996(2024).
  19. Barcus, K., Lin, P. A., Zhou, Y., Arya, G., Cohen, S. M. Influence of polymer characteristics on the self-assembly of polymer-grafted metal-organic framework particles. ACS Nano. 16 (11), 18168-18177 (2022).
  20. Wang, X. G., Cheng, Q., Yu, Y., Zhang, X. Z. Controlled nucleation and controlled growth for size predicable synthesis of nanoscale metal-organic frameworks (mofs): A general and scalable approach. Angew Chem Int Ed. 57 (26), 7836-7840 (2018).
  21. Moad, C. L., Mood, G. Fundamentals of reversible addition-fragmentation chain transfer (raft). Chem Teach Int. 3 (2), 3-17 (2021).
  22. Van Keulen, H., Mulder, T. H. M., Goedhart, M. J., Verdonk, A. H. Teaching and learning distillation in chemistry laboratory courses. J Res Sci Teach. 32 (7), 715-734 (2006).
  23. Pérez, L. D., Giraldo, L. F., Brostow, W., López, B. L. Poly(methyl acrylate) plus mesoporous silica nanohybrids: Mechanical and thermophysical properties. e-poly. 7 (1), 29(2007).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

SAMMsUiO 66CTA

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены