Name: template directed synthesis of plasmonic gold nanotubes with tunable ir absorbance
Uploaded: 2013-04-01T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der University of Toronto, dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, die kanadische Stiftung für Innovation, und der Ontario Research Fund unterstützt. DSS dankt dem Ontario Ministry für eine frühe Researcher Award.

Ein. Bildung der Silber Working Electrode <ol><li> Sichern Sie die AAO Membransubstrat Oberseite nach oben auf eine Glasplatte mit einem 2-Klebeband. Hinweis: Minimierung der Membranfläche in Kontakt mit dem Klebstoff, wie es die Poren zu verstopfen. </li><li> Installieren Sie die Glasplatte in den Substrathalter der Metall-Verdampfer, schließen Sie die Kammer, und evakuieren zu einem Druck von unter 1,0 μTorr. </li><li> Verwendung eines resistiven Quelle, verdampfen Silber Pellets (&gt; 99,99% Reinheit) auf das Su...

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	<li>Lee, W., Ji, R., G&#246;sele, U., Nielsch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+fabrication+of+long-range+ordered+porous+alumina+membranes+by+hard+anodization.">Fast fabrication of long-range ordered porous alumina membranes by hard anodization.</a> Nature Publishing Group. 5 (9), 741-747 (2006).</li><li>Li, F., Zhang, L., Metzger, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+growth+of+highly+ordered+pores+in+anodized+aluminum+oxide.">On the growth of highly ordered pores in anodized aluminum oxide.</a> Chemistry of Materials. 10 (9), 2470-2480 (1998).</li><li>Martin, C. 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Template gezielten Synthese von Nanostäbchen in AAO Membranen immer beliebter geworden, aber Synthesen von Nanostäbchen in der Regel sehr empfindlich gegenüber kleinen Änderungen in Material und Synthese-Bedingungen. Hier wird ein umfassendes Verständnis der Vorteile und Grenzen der Verwendung AAO Membranen beschrieben, sowie eine allgemeine Richtlinie für die Verwendung von AAO Membranen für elektrochemischen Synthese von Nanostrukturen. Beim Kauf AAO Membranen, gibt es zwei allgemei...

Wenn die Abmessungen der Eindringtiefe des Lichts nähern (~ 50 nm, die nanoskalige), Edelmetalle und vor allem Gold, zeigen exquisite Größe, Form und Umgebung optischen Eigenschaften 24, 25. Auf dieser Skala bewirkt direkte Beleuchtung einer kohärenten Schwingung von Leitungselektronen als Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) bekannt. SPR ist stark abhängig von Nanostruktur Größe, Form und den dielektrischen Eigenschaften des umgebenden Mediums. Es besteht großes Interesse bei der Charakterisierung von SPR Eigenschaften neuer Materialien, wie SPR-basierte Geräte für den Einsatz in Sub-Wellenlängen-Optik, SERS-Substrate und ultra-empfindlichen optischen Sensoren 11-16, 26-29 entstehen. Als solche, die Entwicklung Berechnungsmethoden genauer vorhersagen, wie Größe und Struktur variieren können Plasmonen Reaktion bleibt ein wichtiges Ziel. Die Verwendung von AAO Membranen bietet eine bequeme Möglichkeit, die Partikel mit einem Durchmesser oder variieren, und einige wichtige Studien nutzen, um mich zu korrelierengesicherter und berechneten plasmonischen Reaktion mit unterschiedlichen Teilchendurchmesser, Länge, und das Seitenverhältnis 30, 31. Vielleicht ist die am besten untersuchte und erfolgreiche Nutzung von Plasmonen Materialien ist der Brechungsindex Biosensoren. Hierzu Resonanzen im roten bis nahen infraroten (NIR)-Bereich (~ 800 - 1300 nm) sind wünschenswert, da sie empfindlicher auf Brechungsindexänderung sind und liegen in der &quot;Wasserfenster&quot; derart, dass sie durch Wasser und übertragen werden menschlichen Geweben. Solution-suspendierbare Nanostrukturen mit SPR Gipfel in diesem Bereich offen faszinierende Möglichkeiten für In-vivo-Plasmonen Biosensorik. Poröse AAO wurde verwendet, um Polymer-Nanoröhrchen oder Nanodrähte durch elektrochemische Synthese oder Templatbenetzung vorzubereiten, und erwiesen sich als anwendbar auf eine Vielzahl von Materialien. AAO Membranen werden nun verwendet, um lösungsorientiert suspendierbare hohem Seitenverhältnis Nanostäbchen und nanostrukturierte Arrays, die als Hochleistungs-Plasmonen Biosensoren oder SER funktionieren synthetisierenS Substraten. Während AAO Membranen meist haben als Matrizen zum Synthetisieren festen Stangen verwendet worden, in einigen Fällen kann es wünschenswert sein, dass die Struktur hohl zu sein. Plasmonischen und SERS Erfassen von Anwendungen, zum Beispiel, werden solche oberflächenaktiven basierten und hohle Strukturen mit großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisse können stärkere Signalerzeugung und höhere Sensitivität 14, 15, 32 führen. Im Hinblick hierauf haben Gold Nanoröhrchen von verschiedenen Verfahren, einschließlich galvanische Ersatz Reaktionen auf Silber Nanostäbchen 33, stromloses Plattieren 34, 35, Oberflächenmodifizierung der Vorlage Poren 36, 37, Sol-Gel-Verfahren 38 und Elektroabscheidung 39-41 synthetisiert. Diese Synthesen typischerweise verlassen schlecht gebildeten, porösen Nanoröhrchen oder ermöglichen wenig Kontrolle über die Größe und Morphologie. Synthesen wurden ebenfalls berichtet, wobei eine Metallhülse über einen Polymerkern in einem AAO Membran 42, 43 abgeschieden wird. Diese Synthese verlassen gold NanotUBEs an das Substrat gebunden und setzen auf Vorlage Ätzen, um für das Wachstum des Goldes etwa dem Polymer zu ermöglichen, damit sie nicht in Lösung untersucht werden. Darüber hinaus verfügt Vorlage Ätzen einige potenzielle Nachteile. Ersten, ungleichmäßigen Poren Ätzen entlang der Schablone Wand kann zu einer ungleichmäßigen Wanddicke führen Gold. Zweitens signifikante Ätzung (dh bis sehr dicke Wand Rohre machen) kann Porenwänden vollständig aufzulösen. Vor kurzem berichteten Bridges et al. Eines Ätzmittels freies Verfahren zum Gold Nanoröhren in AAO Membranen, die eine Opfer-Poly (3-hexyl)-thiophen Kern und Ausbeuten Lösung Gold-suspendierbare Nanoröhren mit extrem hohem Brechungsindex Empfindlichkeit 15 verwendet synthetisieren. Aus diesem und weiteren Arbeiten wurde festgestellt, dass, um Gold Schalen um den Kern ohne Polymer chemisches Ätzen abzuscheiden, das Polymer muss rohrförmigen so dass es Innenraum dafür zu kollabieren, und die hydrophobe Polymer muß, so daß es wird colverfallen auf sich selbst, anstatt sich an die Vorlage Porenwänden 16. Wenn hydrophile Polymere verwendet werden, wird eine Gold &quot;Mantel&quot; teilweises Abdecken des Polymerkerns beobachtet, was die Polymerkern haftet an einer der Wände der Schablone während Goldabscheidung 44. Hierin wird die detaillierte Protokoll für die Synthese von hohlen Gold-Nanoröhren, die für die Kontrolle über Länge und Durchmesser ermöglicht beschrieben (Abb. 1). Diese Lösung suspendierbaren Gold-Nanoröhrchen sind vielversprechende Materialien für eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich plasmonischen Biosensorik oder SERS-Substrate.

<table border="1"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> Reagent / Material </td></tr><tr><td> UniKera Norm Membrane </td><td> Synkera Technologies Inc. </td><td> SM-XY-13 </td><td> Anodische Aluminiumoxid-Membranen sind von synkera in verschiedenen Porengrößen im Bereich von 13 - 150 nm, und Dicken von 50 bis 100 um. Wir verwenden die 50 um diejenigen. Sie sind symmetrisch, dh die Porengröße gleichförmig von oben nach unten. </td></tr><tr><td> Anopore anorganische Membranen </td><td> Whatman </td><td> 6809-7023 </td><td> 13 mm Durchmesser, 200 nm Porengröße. Diese Membranen sind sehr zerbrechlich. Die Porendurchmesser nicht einheitlich, so ist es wichtig, stets den Boden der Membran als Arbeitselektrode </td></tr><tr><td> Silber Pellets% 99,99 </td><td> Kurt J. Lesker </td><td> EVMAG40EXE-D </td><td></td></tr><tr><td> Kupfer (II)-Sulfat-Pentahydrat &lt;/ Td&gt; <td> Sigma-Aldrich </td><td> 209189 </td><td></td></tr><tr><td> Schwefelsäure </td><td> ACP </td><td> S8780 </td><td> Achtung: ätzende Flüssigkeit </td></tr><tr><td> Wasserstoffperoxid (30%) </td><td> ACP </td><td> H7000 </td><td> Achtung: oxidierende Flüssigkeit </td></tr><tr><td> Salpetersäure </td><td> ACP </td><td> N2800 </td><td> Achtung: korrosive, rauchende Flüssigkeit </td></tr><tr><td> Natriumhydroxid </td><td> Fisher Scientific </td><td> S318-1 </td><td> Achtung: ätzende Pulver </td></tr><tr><td> Watts Nickel pur </td><td> Technic Inc. </td><td> 130859 </td><td> Produkt ist nicht mehr verfügbar Technic inc. Jedoch andere Geschäfte nickelplating Lösungen arbeiten. </td></tr><tr><td> Techni-Gold 434HS </td><td> Technic Inc. </td><td> X6763600 </td><td> Enthält Cyanid, nicht versauern </td></tr><tr><td> Bortrifluoriddiethyletherat </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 175.501-100ML </td><td> Müssen gespeichert und verwendet werden unter einer inerten Atmosphäre </td></tr><tr><td> 3-hexylthiophen </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 399.051-5G </td><td></td></tr><tr><td> Deuteriumoxid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 151.880-100G </td><td></td></tr><tr><td> Acetonitril (wasserfrei) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 271004 </td><td></td></tr><tr><td> Ethanol (wasserfrei) </td><td> Caledon Labs </td><td> 1500.01.05 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Ausrüstung </td></tr><tr><td> EC Epsilon Potentiostat / Galvanostat </td><td> BASi (Bioanalytisches Systems, Inc.) </td><td> N / A </td><td> Referenz Elektroden und Platin Drähte wurden mit dem Potentiostaten aufgenommen und ersetzen können purchaes von BASi sein <a href="http://www.basinc.com/products/ec/epsilon/features.html" target="_blank">http:</a><html> / / Www.basinc.com / products / ec / epsilon / features.html </td></tr><tr><td> Cary 5000 UV-Vis-NIR-Spektralphotometer </td><td> Agilent Technologies </td><td> N / A </td><td> </td></tr><tr><td> Thermomixer R </td><td> Eppendorf </td><td> N / A </td><td> <a href="http://www.eppendorf.com/int/index.php?action=products&amp;contentid=1&amp;catalognode=9832" target="_blank">http://www.eppendorf.com/int/index.php?action=products&amp;contentid=1&amp;catalognode=9832</a> </td></tr><tr><td> Branson 2510 Ultraschallreiniger </td><td> Bransonic </td><td> Z244810 (von Sigma Aldrich) </td><td>/ Aldrich/Z244910? Lang = en &amp; region = CA &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/Z244910?lang=en&amp;region=CA </td></tr><tr><td> Covap 2 thermischen Verdampfer </td><td> Angstrom Engineering- </td><td> N / A </td><td> <a href="http://www.angstromengineering.com/covap.html" target="_blank">http://www.angstromengineering.com/covap.html</a> </td></tr><tr><td> Millipore Synergy Wasserreinigungssystem </td><td> Millipore </td><td> N / A </td><td> <a href="http://www.millipore.com/catalogue/module/c9209" target="_blank">http://www.millipore.com/catalogue/module/c9209</a> </td></tr></tbody></table>

template directed synthesis of plasmonic gold nanotubes with tunable ir absorbance

Eine nahezu parallelen Anordnung von Poren kann durch Eloxieren Aluminiumfolien in sauren Umgebungen 1, 2 hergestellt werden. Anwendungen der anodische Aluminiumoxid (AAO) Membranen in der Entwicklung seit den 1990er Jahren und haben sich zu einem gemeinsamen Verfahren zur Vorlage der Synthese von hohem Aspektverhältnis Nanostrukturen, meistens durch elektrochemische Wachstum oder Poren-Benetzung. In jüngster Zeit haben diese Membranen im Handel erhältlich in einer breiten Palette von Porengrößen und Dichten, was zu einer umfangreichen Bibliothek von funktionellen Nanostrukturen aus AAO Membranen synthetisiert. Dazu gehören Composite Nanostäbchen, Nanodrähte und Nanoröhren von Metallen, anorganischen Materialien oder Polymere 3-10 gemacht. Nanoporöse Membranen wurden verwendet, um Nanopartikel und Nanoröhrchen-Arrays, die auch Brechungsindex Sensoren, plasmonischen Biosensoren oder Oberflächen-verstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) Substrate 11-16, sowie eine breite Palette von anderen Bereichen wie photothermische durchführen zu synthetisierenHeizung 17, permselektive Transportmittel 18, 19, 20 Katalyse, Mikrofluidik 21 und elektrochemischen Sensorzelle 22, 23. Hier berichten wir über ein neues Verfahren, um Gold-Nanoröhrchen in AAO Membranen vorzubereiten. Hohle Nanostrukturen mögliche Anwendung in Plasmonen und SERS Sensing, und wir erwarten, diese Gold-Nanoröhrchen für hohe Empfindlichkeit und starke Plasmon Signale ermöglichen, die sich aus verringerten Material dämpft 15.

Nach jedem Schritt kann man sichtbar zu bestimmen, ob die erfolgreiche Synthese durch Beobachtung der Farbe der Membran ist. Nach Kupferabscheidung (Schritt 2,3) die Vorlage lila erscheinen. Während Nickelabscheidung (Schritt 2,5) die Vorlage wird langsam schwarz. Nach dem Polymer Deposition (Schritt 3,3) die Vorlage sollte dunkler erscheinen lila / schwarz und glänzend (Abbildung 2). Typische chronoapmerograms erfolgreicher Polymer und gold sind enthalten (Abbildung 3). Während der ...

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Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

Solution-suspendierbare Gold-Nanoröhrchen mit kontrollierter Dimensionen können durch elektrochemische Abscheidung in porösen anodischen Aluminiumoxid (AAO) Membranen mit einem hydrophoben Polymer-Kern synthetisiert werden. Gold-Nanoröhren und Nanoröhrchen-Arrays versprechen für Anwendungen in plasmonischen Biosensorik, surface-enhanced Raman-Spektroskopie, photo-thermische Heizung, ionischen und molekularen Transport, Mikrofluidik, Katalyse und elektrochemische Sensorik.

Template Gezielte Synthese von Plasmonic Gold-Nanoröhren mit einstellbaren IR Absorption

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Synthese von Immunotargeted Magneto-Plasmonen Nanocluster

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

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Chemie

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Synthese und katalytische Aktivität von Gold-Intercalated in den Wänden der mesoporösen Silicat-

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