Name: facet-to-facet linking of shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanostructures
Uploaded: 2017-08-10T14:00:00
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Questo lavoro è stato supportato da JCO A * STAR Investigatorship concedere (progetto n. 1437 00135), A * STAR Science & Engineering Consiglio settore pubblico finanziamenti per la ricerca (progetto n. 1421200076) e progetti di ricerca congiunta un JSP-NUS concedere (WBS R143-000-611-133).

1. preparazione delle soluzioni madri precursore
<ol><li>
Soluzione di riserva di TOP-Se.
	<ol>
<li>In un'atmosfera di azoto cassetto portaoggetti, pesare 11,84 g di selenio pellet in una beuta da 150 mL e introdurre un ancoretta magnetica nel matraccio.</li>
		<li>Aggiungere 100 mL di tri-n-octylphosphine (in alto) al matraccio conico e tappare il matraccio con un setto di gomma.</li>
		<li>Mescolare il composto durante la notte a 800 giri/min. Nota: Una volta che i pellet di selenio si sono dissol...

<ol>
	<li>Figuerola, A., 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=End-to-End+Assembly+of+Shape-Controlled+Nanocrystals+via+a+Nanowelding+Approach+Mediated+by+Gold+Domains.">End-to-End Assembly of Shape-Controlled Nanocrystals via a Nanowelding Approach Mediated by Gold Domains.</a> Adv. Mat. 21, 550-554 (2009).</li><li>Tang, Z., Kotov, N. A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+Organization+of+Single+CdTe+Nanoparticles+into+Luminescent+Nanowires.">Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires.</a> Science. 297, 237-240 (2002).</li><li>Kim, D., Kim, W. D., Kang, M. S., Kim, S. -. H., Lee, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Organization+of+Nanorods+into+Ultra-Long+Range+Two-Dimensional+Monolayer+End-to-End+Network.">Self-Organization of Nanorods into Ultra-Long Range Two-Dimensional Monolayer End-to-End Network.</a> Nano Lett. 15, 714-720 (2015).</li><li>Schliehe, C., 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=Ultrathin+PbS+Sheets+by+Two-Dimensional+Oriented+Attachment.">Ultrathin PbS Sheets by Two-Dimensional Oriented Attachment.</a> Science. 329, 550-553 (2010).</li><li>Chakrabortty, S., 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=Facet+to+facet+Linking+of+Shape+Anisotropic+Inorganic+Nanocrystals+with+Site+Specific+and+Stoichiometric+Control.">Facet to facet Linking of Shape Anisotropic Inorganic Nanocrystals with Site Specific and Stoichiometric Control.</a> Nano Lett. 16, 6431-6436 (2016).</li><li>Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. <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+Absorption+Cross+Section+of+CdSe+Nanocrystal+Quantum+Dots.">On the Absorption Cross Section of CdSe Nanocrystal Quantum Dots.</a> J Phys Chem B. 106, 7619-7622 (2002).</li><li>Dabbousi, B. O., 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=(CdSe)ZnS+Core-Shell+Quantum+Dots:+Synthesis+and+Characterization+of+a+Size+Series+of+Highly+Luminescent+Nanocrystallites.">(CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites.</a> J Phys Chem B. 101, 9463-9475 (1997).</li><li>Carbone, L., 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=Synthesis+and+Micrometer-Scale+Assembly+of+Coilloidal+CdSe/CdS+Nanorods+Prepared+by+Seeded+Grwoth+Approach.">Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Coilloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Grwoth Approach.</a> Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).</li><li>Shaviv, 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=Absorption+properties+of+Metal-Semiconductor+Hybrid+Nanoparticles.">Absorption properties of Metal-Semiconductor Hybrid Nanoparticles.</a> ACS Nano. 5, 4712-4719 (2011).</li><li>Lim, 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=Controlled+Synthesis+of+CdSe+Tetrapods+with+High+Morphological+Uniformity+by+the+Persistent+Kinetic+Growth+and+the+Halide-Mediated+Phase+Transformation.">Controlled Synthesis of CdSe Tetrapods with High Morphological Uniformity by the Persistent Kinetic Growth and the Halide-Mediated Phase Transformation.</a> Chem Mat. 25, 1443-1449 (2013).</li></ol>

La tecnica di collegamento descritta in questo lavoro permette per cadmio forma-anisotropo calcogenuri nanoparticelle che possono subire scambio cationico con Ag+ da unire, faccetta sfaccettatura, in assembly come catene lineari o ramificate reti. Il mancato formano ben dispersi, vasti assemblee di nanoparticelle collegate faccetta--sfaccettatura è spesso a causa di due motivi: (i) la ODPA non è disperso bene nella soluzione contenente NR, che può essere affrontata di sonicating la miscela per il prescritto...

Il montaggio diretto di semiconduttore colloidali NCs offre una via sintetica per la fabbricazione di nanostrutture cui proprietà fisico-chimiche sono sia la somma collettiva di o radicalmente diversi da loro individuali NC particelle elementari1 , 2 , 3 , 4. tra i vari approcci all'Assemblea di nanoparticelle, il metodo di fissaggio orientato - in quale NCs essenzialmente sono fusi con l'altro - si distingue come uno che consente di accoppiamento elettronico interparticella. Tuttavia, attaccamento orientata convenzionale richiede in genere il delicato bilanciamento della particella dipolo, ligando e interazioni solvente che sono generalmente difficili da eseguire e rendere applicabile a sistemi diversi di NC.
Recentemente abbiamo sviluppato un metodo di bagnato-chimico di unirsi covalentemente cadmio forma-anisotropo calcogenuri NCs introducendo un intermedio reattivo inorganico attraverso un processo di nucleazione sito-selettivo. Le particelle sono successivamente collegate tramite la fusione spontanea dei reattivi inorganici intermedio dei domini5. Anche se la tecnica è ancora basata su un meccanismo orientato allegato, c'è molto meno bisogno di considerare deboli interazioni interparticella, consentendo in tal modo maggiore flessibilità e controllo. Il collegamento di cadmio forma-anisotropo calcogenuri NCs è effettuato convertendo prima loro sfaccettature di punta in argento calcogenuri tramite un processo di scambio cationico parziale (in soluzione); Questo è seguito dalla rimozione selettiva di ligandi passivazione della superficie. NCs quindi si uniscono tramite la fusione delle sfaccettature esposta calcogenuri d'argento, conseguente assemblee del cadmio calcogenuri NCs collegati-to-end.
In questo protocollo, dimostriamo che il collegamento tra tecnica può essere applicata ad una varietà di forma-anisotropo cadmio calcogenuri NCs (cioè, CdSe-seminato CD NRs e seminato CdSe CdSe NRs o TPs), rendimento lineare lunga NR catene o altamente ramificati TP reti. Questi risultati suggeriscono che la tecnica può essere estesa a una vasta gamma di forme di NC e metallo calcogenuri suscettibili di scambio cationico d'argento.

<table width="724">
	<colgroup>
		<col />
		<col span="2" />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Cadmium oxide (CdO), 99.5%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="width:288px;height:43px;">Tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 90 % and 99%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical and analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="47">
			<td height="47" style="width:288px;height:47px;">Cadmium acetylacetonate (Cd(acac)2), 99.9%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Hexadecanediol (HDDO), 90%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">1-octadecene (ODE), 90%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Dodecylamine (DDA), 98%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Toxic</td>
		</tr>
		<tr height="47">
			<td height="47" style="width:288px;height:47px;">Cadmium nitrate tetrahydrate ((CdNO3)2.4H2O), 98%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Myristic acid (MA), 99%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Octyl phosphonic acid (OPA), 97%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Oleylamine (Oly), 70%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="width:288px;height:43px;">Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), 95%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Toxic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Selenium pellets (Se, 5 mm), 99.99%</td>
			<td style="width:123px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Hexadecylamine (HDA), 90%</td>
			<td style="width:123px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade, toxic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">n-tetradecylphosphonic acid (TDPA), 98%&#160;</td>
			<td style="width:123px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="width:288px;height:26px;">Silver nitrate (AgNO3), 99.9%</td>
			<td style="width:123px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Oleic acid (OA), 90%</td>
			<td style="width:123px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="width:288px;height:43px;">Tri-n-octylphosphine (TOP), 97%</td>
			<td style="width:123px;">Strem</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade, toxic, air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">n-hexylphosphonic acid (HPA), 97%</td>
			<td style="width:123px;">Strem</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 97%</td>
			<td style="width:123px;">Strem</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Tellurium powder (Te), 99.9%</td>
			<td style="width:123px;">Strem</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="width:288px;height:43px;">Tri-n-butylphosphine (TBP), 99%</td>
			<td style="width:123px;">Strem</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Analytical grade, highly toxic, air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="width:288px;height:22px;">Diisooctylphosphonic acid (DIPA), 90%</td>
			<td style="width:123px;">Fluka</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:191px;">Technical grade, toxic</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facet-to-facet linking of shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanostructures

Qui, descriviamo un protocollo che permette di cadmio forma-anisotropo calcogenuri nanocristalli (NCs), ad esempio nanorod (NRs) e tetrapodi (TPs), per essere covalentemente e site-specifically collegati tramite loro sfaccettature fine, conseguente simil-polimero lineare o ramificata catene. La procedura di collegamento inizia con un processo di scambio cationico in cui le sfaccettature di fine del cadmio calcogenuri NCs verrà convertito in calcogenuri d'argento. Questo è seguito dalla rimozione selettiva di ligandi alla loro superficie. In questo modo cadmio calcogenuri NCs con altamente reattivo calcogenuri d'argento fine sfaccettature che si fondono spontaneamente al contatto con l'altro, stabilendo così un allegato di faccetta--sfaccettatura interparticella. Attraverso la scelta giudiziosa delle concentrazioni di precursore, una vasta rete di NCs collegato può essere prodotto. Caratterizzazione strutturale del NCs collegate avviene tramite bassa e alta risoluzione microscopia elettronica a trasmissione (TEM), così come spettroscopia a raggi x energia-dispersiva, che confermano la presenza di domini di calcogenuri d'argento tra le catene di cadmio calcogenuri NCs.

Utilizzando CdSe-seminato CD NRs come sistema modello, come illustrato nella Figura 1(a), abbiamo dimostrato che possiamo utilizzare un parziale processo di scambio di Ag+ per trasformare in modo specifico le sfaccettature sulle punte NR Ag2S. Le sfaccettature di2S Ag sono ricoperti dalle DDA, che reagisce con ODPA tramite una reazione acido-base per formare un sale insolubile5. Questo ...

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Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Un protocollo di dettagliare come forma-anisotropo cadmio colloidale calcogenuri nanocristalli possono essere legata covalentemente tramite loro sfaccettature di fine sono presentato qui.

Faccetta--sfaccettatura che collega di cadmio colloidale forma-anisotropo Chalcogenide nanostrutture

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