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

ברצוננו להודות בזה-אביזרי ותוכניות DGAPA-PAPIIT מאוטונומי האוניברסיטה הלאומית של מקסיקו (גרנט מספרים 5000 9158, 5000-9156, IA205616 ו- IA205316) והמועצה הלאומית למדע וטכנולוגיה ממקסיקו - CONACYT-(להעניק מספר 251533).

אזהרה: נא עיין כל גליונות נתונים גשמי בטיחות (MSDS) לפני השימוש. כמה החומרים הכימיים המשמשים פרוטוקול זה הם בחריפות רעילים ומסרטנים. פחמן nanotube נגזרים ייתכן נוספים מפגעים הנשימה בהשוואה allotropes פחמן אחרים בצובר מסורתיים. יש חשד כי פחמן בתרסיס עשוי להשפיע על הריאות בצורה דומה יותר אסבסט, למרות ת?...

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

בשיטה זו, ישנם כמה צעדים והתוצאה קריטיים להבטחת תהליך grafting מוצלח. ראשית, תגובת חמצון biphasic catalytically מתווכת (שלב 1.1) צריכה להתבצע עם לאחרונה מפוזר-פחמן (שלב 1.1.1.5). אם פיזור תוצאות נבאדה על-פי ההמלצות בפרוטוקול, השימוש sonicator עצה קולי יהיה מועיל אם משתמש באותו האינדיקציות (שלב 1.1.1.6). שימוש MWCNTs קצר עש?...

מאז גילוי צינורות פחמן עם קירות יחיד (SWCNTs),1,2 הקהילות המדעיות החילו שלהם מצטיינים מאפיינים חשמלי, מכני, תרמי3 במגוון רחב של חדשנית יישומים על-ידי להתכוונן שלהם שטח הפנים באמצעות קוולנטיות4 וקשרי ערכיות5 אסטרטגיות. דוגמאות של יישומים אלה כוללים את השימוש בהם בתור מתמרים סנסורים,6,אלקטרודות7 בתאים סולאריים,8 הטרוגנית תומך ב זרז,9 nanoreactors, סינתזה,10 עכירות-נגד סוכנים בסרטים מגן,11 מילוי בחומרים מרוכבים,12ועוד. עם זאת, האפשרות לווסת את מאפייני משטח של שלהם חזקים יותר, עדיין multiwalled תעשייתי זמין עמיתיהם. כלומר, MWCNTs, כדי לשלוט. הכיוון באינטראקציות הלא-קוולנטיות שלהם-הננומטרי, נשאר קשה פעילות עד כה. 13
סופרא מולקולרית הרכבה עצמית של אבני בניין מולקולרי הוא אחד המגוונים ביותר אסטרטגיות כדי לשלוט הארגון חומר ב הננומטרי. 14 , 15 במובן זה, אינטראקציות סופרא מולקולרית לערב כיוונית, לטווח קצר אמצע טווח שאינם קוולנטיות אינטראקציות כגון H-בונד, ואן דר Waals, דיפול-דיפול, יון-דיפול דיפול דיפול-induced, π-π בערימה, הקטיון-π, אניון-π, coulombic, בין היתר. 16 . למרבה הצער, הכיווניות של הרכבה עצמית של מבנים גדולים יותר כגון MWCNTs ספונטנית, בדרך כלל דורש כוחות מניע חיצוני (למשל תבניות או מערכות פיזור אנרגיה). 17 האחרונה דוח שימוש שאינו קוולנטיות אריזה של צינוריות עם פולימרים שיתוף מותאמים אישית כדי לרדוף אחרי המטרה השנייה,18 אך השימוש באסטרטגיות קוולנטיות להציע חלופות חדשות כדי לפתור את הבעיה הזו נותרו בקושי בחנו.
שינוי כימי של פחמן יכול באופן סלקטיבי להתבצע כדי להציג את קבוצות פונקציונליות שונות טרמיני (termini) או בקירות הצדדיים של אותו. 19 , 20 אחת הגישות שימושי ביותר כדי להתאים את מאפייני השטח ב nanostructures פחמן הוא פולימר-הרכבה דרך מסלולים הפילמור סטנדרטי. בדרך כלל, גישות אלה לערב המבוא הראשוני של polymerizable או קבוצות יוזם (אקריליק, ויניל, וכו '.) על פני השטח ננו-מבנה, שלהם הפילמור רצופים עם מונומר מתאימים. 21 במקרה של MWCNTs, המבוא קוולנטיות של שרשרת הפולימר על בקירות הצדדיים כדי לשלוט patchiness שלהם בצורה אניסוטרופי נותר אתגר.
כאן אנו יראה איך יכול להיות מיושם סדרה של שינוי כימי פשוט שלבים22,23 להוספת PS שרשרת על בקירות הצדדיים של MWCNTs כדי לשנות את patchiness פני השטח שלהם וכדי לקדם את שלהם אנאיזוטרופי הרכבה עצמית23 ב הננומטרי. במהלך המסלול השינוי, צעד ראשון מאפשרת hydroxylation סלקטיבית של MWCNTs וטהור-בקירות הצדדיים על ידי ביצוע ש-biphasic catalytically מתווכת תגובת חמצון להניב את עמיתיהם hydroxylated כלומר, MWCNT-הו. שלב שני שימושים 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate (TMSPMA) להכיר silylated methacrylic moieties קבוצות הידרוקסיל שנוצרה בעבר (MWCNT-O-TMSPMA). מוסיף אלה תספק משטח תגובתי אתרים במהלך צעד שלישי, כאשר styrene מונומר הוא polymerized מן moieties methacrylic ובכך מניב שרשרות הפולימר הושתל בקירות הצדדיים של הנאנו בסוף (דהיינו MWCNT-O-PS).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Tetrapropylammonium bromide, 99 % (TPABr)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">88104</td>
			<td style="width:895px;">Irritant, toxic</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:379px;">Potassium permanganate, 99 % (KMnO4)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223468</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Acetic acid, 99.5 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">45726</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:379px;">Pristine multiwalled carbon nanotubes, 99 % (MWCNTs)</td>
			<td style="width:181px;">Bayer Technology Services</td>
			<td style="width:119px;">Donated sample</td>
			<td>Harmful dusts. &#62;1 mm in length and 13&#8211;16 nm in outer diameter. Alternative supplier: Nanocyl, Catalog N. NC7000, website: http://www.nanocyl.com/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Sodium Chloride, 98 % (NaCl)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S3014</td>
			<td>Technical grade can also be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Ethanol, 99.8 % (EtOH)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">32221</td>
			<td>Technical grade can also be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Methanol, 99.8 % (MeOH)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">322415</td>
			<td>Highly toxic. Technical grade can also be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Hydroquinone, 99 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H9003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Toluene, 99.8 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">244511</td>
			<td>Anhydrous</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98 % (TMSPMA)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">440159</td>
			<td>Air sensitive, toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Azobisisobutyronitrile, 99 % (AIBN)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">755745</td>
			<td>Explosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Styrene, 99 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S4972</td>
			<td>Purified using an alumina gel preparative column and stored at 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Acetone, 99.5 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">179124</td>
			<td>Technical grade can also be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Tetrahydrofuran, 99.9 % (THF)</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">494461</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Dichloromethane, 99.5 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">443484</td>
			<td>Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:379px;">Hydrochloric acid, 37 %</td>
			<td style="width:181px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">435570</td>
			<td>Harmful fumes</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

נדגים פרוטוקול פשוטה כדי להשתיל וטהור multiwalled פחמן (MWCNTs) עם שרשראות פוליסטירן (PS)-בקירות הצדדיים באמצעות אסטרטגיה הפילמור חינם-רדיקלי כדי לאפשר את מודולציה של מאפייני השטח nanotube ו לייצר סופרא מולקולרית הרכבה עצמית של nanostructures. ראשית, hydroxylation סלקטיבית של הנאנו וטהור דרך תגובת חמצון biphasic catalytically מתווכת יוצר באתרים מבוזרים שטחי תגובתי ב בקירות הצדדיים. האתרים תגובתי האחרונה הם שונה לאחר מכן עם methacrylic moieties באמצעות הקדמה methacrylic silylated כדי ליצור אתרים polymerizable. קבוצות polymerizable אלה אפשר כתובת נוספת פלמור של styrene לייצר nanomaterial היברידית המכילים שרשראות PS הושתל בקירות הצדדיים nanotube. תוכן פולימר-שתל, כמות silylated methacrylic moieties הציג, שינוי hydroxylation של הנאנו מזוהה, לכמת על ידי ניתוח Thermogravimetric (TGA). הנוכחות של קבוצות פונקציונליות תגובתי הידרוקסיל, silylated methacrylate מאושרות על-ידי פורייה להפוך ספקטרוסקופית אינפרא אדום (FT-IR). פתרונות ננו-צינורית פחמן הושתל פוליסטירן tetrahydrofuran (THF) לספק דגימות מקיר לקיר צינוריות collinearly עצמית שהורכבו בעת הטלת מנותחים על-ידי במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM). העצמי-הרכבות האלה לא מתקבלים כאשר מתאים ריקים באופן דומה מושלך מפתרונות מקביל המכיל עמיתיהם שאינם הושתל. לכן, שיטה זו מאפשרת השינוי של nanotube אניסוטרופי patchiness-בקירות הצדדיים אשר תוצאות לתוך אוטומטי-הארגון ספונטנית ננו.

TGA הנתונים נאספו וטהור צינורות, צינורות hydroxylated, צינוריות שופרת silylated methacrylic moieties, צינוריות הושתל פוליסטירן (איור 1). FT-IR תוצאות שנאספו מ hydroxylated צינורות, צינורות לשנות עם silylated methacrylic moieties (איור 2). TEM תמונות נאספו צינוריות וטהור, צינוריות הושתל ?...

Watch this Scientific Journal Video about Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness at JoVE.com

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

הליך עבור הסינתזה של multiwalled הושתל פוליסטירן פחמן באמצעות שינוי כימי רצופים שלבים באופן סלקטיבי להציג רשתות פולימריות בקירות הצדדיים שלהם הרכבה עצמית באמצעות patchiness אנאיזוטרופי הוא הציג.

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

אוריגמי השראה עצמית הרכבה של חלקיקים בדוגמת וReconfigurable

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

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

היווצרות של מבני Biomolecular הוזמנו על ידי ההרכבה העצמית של פפטידים קצרים

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

עצמי הרכבה של צורות דו-ממדיות מורכבות מחד-גדילי דנ&quot;א אריחים

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

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

הובלה של פחמן-שונה Surface דרך טור קרקע

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

הכנה קלילה של פנימית עצמית התאספו חלקיקים ליפידים מיוצב על ידי פחמן

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

Functionalization של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות עם קופולימרים לחסום Thermo-הפיך אפיון על ידי פיזור קטן זווית ניוטרון

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

Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties

סינתזה ואפיון של Fe-מסומם aluminosilicate צינורות עם מאפייני מוליכות אלקטרונים משופרים

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe ...

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

פן-כדי-היבט הקישור של קדמיום Colloidal צורה-אניסוטרופי Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

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

במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים נוזלי-תא לצורך מעקב הרכבה עצמית של חלקיקים

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