Name: stable aqueous suspensions of manganese ferrite clusters with tunable nanoscale dimension and composition
Uploaded: 2022-02-05T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stable Aqueous Suspensions of Manganese Ferrite Clusters with Tunable Nanoscale Dimension and Composition at JoVE.com

이 작품은 브라운 대학과 고급 에너지 컨소시엄에 의해 관대하게 지원되었다. 산화철 MFC의 합성 방법에 감사드리며, 장칭보 박사님께 감사드립니다.

1. MFC의 전체 직경 및 페릿 구성을 제어 할 수있는 MFC의 합성
<ol><li>합성에 사용할 모든 유리 제품을 세척하고 철저히 건조. 합성물의 양은 MFC의 치수에 영향을 미치므로 유리제품이 잔류물이 없는지 확인하는 것이 중요합니다16,26.<ol>
<li>유리 제품을 세척하려면 물과 세제로 헹구고 플라스크 브러시로 스크럽하여 이물질을 제거합니다. 철?...

<ol>
	<li>Makridis, 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=In+vitro+application+of+Mn-ferrite+nanoparticles+as+novel+magnetic+hyperthermia+agents.">In vitro application of Mn-ferrite nanoparticles as novel magnetic hyperthermia agents.</a> Journal of Materials Chemistry B. 2 (47), 8390-8398 (2014).</li><li>Nelson-Cheeseman, B., Chopdekar, R., Toney, M., Arenholz, E., Suzuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+between+magnetism+and+chemical+structure+at+spinel-spinel+interfaces.">Interplay between magnetism and chemical structure at spinel-spinel interfaces.</a> Journal of Applied Physics. 111 (9), 093903 (2012).</li><li>Otero-Lorenzo, R., Fantechi, E., Sangregorio, C., Salgueiri&#241;o, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvothermally+driven+Mn+doping+and+clustering+of+iron+oxide+nanoparticles+for+heat+delivery+applications.">Solvothermally driven Mn doping and clustering of iron oxide nanoparticles for heat delivery applications.</a> Chemistry-A European Journal. 22 (19), 6666-6675 (2016).</li><li>Mohapatra, 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=Enhancement+of+magnetic+heating+efficiency+in+size+controlled+MFe+2+O+4+(M=+Mn,+Fe,+Co+and+Ni)+nanoassemblies.">Enhancement of magnetic heating efficiency in size controlled MFe 2 O 4 (M= Mn, Fe, Co and Ni) nanoassemblies.</a> Rsc Advances. 5 (19), 14311-14321 (2015).</li><li>Qi, Y., 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=Carboxylic+silane-exchanged+manganese+ferrite+nanoclusters+with+high+relaxivity+for+magnetic+resonance+imaging.">Carboxylic silane-exchanged manganese ferrite nanoclusters with high relaxivity for magnetic resonance imaging.</a> Journal of Materials Chemistry B. 1 (13), 1846-1851 (2013).</li><li>Anandhi, J. S., Jacob, G. A., Joseyphus, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+affecting+the+heating+efficiency+of+Mn-doped+Fe3O4+nanoparticles.">Factors affecting the heating efficiency of Mn-doped Fe3O4 nanoparticles.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 512, 166992 (2020).</li><li>Del Bianco, 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=Mechanism+of+magnetic+heating+in+Mn-doped+magnetite+nanoparticles+and+the+role+of+intertwined+structural+and+magnetic+properties.">Mechanism of magnetic heating in Mn-doped magnetite nanoparticles and the role of intertwined structural and magnetic properties.</a> Nanoscale. 11 (22), 10896-10910 (2019).</li><li>Padmapriya, G., Manikandan, A., Krishnasamy, V., Jaganathan, S. K., Antony, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+catalytic+activity+and+magnetic+properties+of+spinel+Mn+x+Zn+1&#8722;x+Fe+2+O+4+(0.0&#8804;x&#8804;1.0)+nano-photocatalysts+by+microwave+irradiation+route.">Enhanced catalytic activity and magnetic properties of spinel Mn x Zn 1&#8722;x Fe 2 O 4 (0.0&#8804;x&#8804;1.0) nano-photocatalysts by microwave irradiation route.</a> Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. 29 (8), 2141-2149 (2016).</li><li>Kim, 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=Continuous+O2-evolving+MnFe2O4+nanoparticle-anchored+mesoporous+silica+nanoparticles+for+efficient+photodynamic+therapy+in+hypoxic+cancer.">Continuous O2-evolving MnFe2O4 nanoparticle-anchored mesoporous silica nanoparticles for efficient photodynamic therapy in hypoxic cancer.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (32), 10992-10995 (2017).</li><li>Silva, L. H., Cruz, F. F., Morales, M. M., Weiss, D. J., Rocco, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+targeting+as+a+strategy+to+enhance+therapeutic+effects+of+mesenchymal+stromal+cells.">Magnetic targeting as a strategy to enhance therapeutic effects of mesenchymal stromal cells.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 8 (1), 1-8 (2017).</li><li>Otero-Lorenzo, R., Ramos-Docampo, M. A., Rodriguez-Gonzalez, B., Comesan&#771;a-Hermo, M., Salgueiri&#241;o, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvothermal+clustering+of+magnetic+spinel+ferrite+nanocrystals:+a+Raman+perspective.">Solvothermal clustering of magnetic spinel ferrite nanocrystals: a Raman perspective.</a> Chemistry of Materials. 29 (20), 8729-8736 (2017).</li><li>Aghazadeh, M., Karimzadeh, I., Ganjali, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PVP+capped+Mn2++doped+Fe3O4+nanoparticles:+a+novel+preparation+method,+surface+engineering+and+characterization.">PVP capped Mn2+ doped Fe3O4 nanoparticles: a novel preparation method, surface engineering and characterization.</a> Materials Letters. 228, 137-140 (2018).</li><li>Li, Z., 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=Solvothermal+synthesis+of+MnFe+2+O+4+colloidal+nanocrystal+assemblies+and+their+magnetic+and+electrocatalytic+properties.">Solvothermal synthesis of MnFe 2 O 4 colloidal nanocrystal assemblies and their magnetic and electrocatalytic properties.</a> New Journal of Chemistry. 39 (1), 361-368 (2015).</li><li>Guo, P., Zhang, G., Yu, J., Li, H., Zhao, X. <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,+magnetic+and+photocatalytic+properties+of+hollow+spheres+and+colloidal+nanocrystal+clusters+of+manganese+ferrite.">Controlled synthesis, magnetic and photocatalytic properties of hollow spheres and colloidal nanocrystal clusters of manganese ferrite.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 395, 168-174 (2012).</li><li>Pardo, 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=Synthesis,+characterization,+and+evaluation+of+superparamagnetic+doped+ferrites+as+potential+therapeutic+nanotools.">Synthesis, characterization, and evaluation of superparamagnetic doped ferrites as potential therapeutic nanotools.</a> Chemistry of Materials. 32 (6), 2220-2231 (2020).</li><li>Xiao, Z., 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=Libraries+of+uniform+magnetic+multicore+nanoparticles+with+tunable+dimensions+for+biomedical+and+photonic+applications.">Libraries of uniform magnetic multicore nanoparticles with tunable dimensions for biomedical and photonic applications.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 12 (37), 41932-41941 (2020).</li><li>Choi, Y. S., Young Yoon, H., Sung Lee, J., Hua Wu, J., Keun Kim, Y. <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+magnetic+properties+of+size-tunable+Mn+x+Fe3&#8722;x+O4+ferrite+nanoclusters.">Synthesis and magnetic properties of size-tunable Mn x Fe3&#8722;x O4 ferrite nanoclusters.</a> Journal of Applied Physics. 115 (17), (2014).</li><li>Creixell, M., 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=The+effect+of+grafting+method+on+the+colloidal+stability+and+in+vitro+cytotoxicity+of+carboxymethyl+dextran+coated+magnetic+nanoparticles.">The effect of grafting method on the colloidal stability and in vitro cytotoxicity of carboxymethyl dextran coated magnetic nanoparticles.</a> Journal of Materials Chemistry. 20 (39), 8539-8547 (2010).</li><li>Latorre, M., Rinaldi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+magnetic+nanoparticles+in+medicine:+magnetic+fluid+hyperthermia.">Applications of magnetic nanoparticles in medicine: magnetic fluid hyperthermia.</a> Puerto Rico Health Sciences Journal. 28 (3), (2009).</li><li>Yeap, S. P., Lim, J., Ooi, B. S., Ahmad, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agglomeration,+colloidal+stability,+and+magnetic+separation+of+magnetic+nanoparticles:+collective+influences+on+environmental+engineering+applications.">Agglomeration, colloidal stability, and magnetic separation of magnetic nanoparticles: collective influences on environmental engineering applications.</a> Journal of Nanoparticle Research. 19 (11), 1-15 (2017).</li><li>Lee, S. -. Y., Harris, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+magnetic+nanoparticles+capped+by+oleic+acids:+Characterization+and+colloidal+stability+in+polar+solvents.">Surface modification of magnetic nanoparticles capped by oleic acids: Characterization and colloidal stability in polar solvents.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 293 (2), 401-408 (2006).</li><li>Yeap, S. P., Ahmad, A. L., Ooi, B. S., Lim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrosteric+stabilization+and+its+role+in+cooperative+magnetophoresis+of+colloidal+magnetic+nanoparticles.">Electrosteric stabilization and its role in cooperative magnetophoresis of colloidal magnetic nanoparticles.</a> Langmuir. 28 (42), 14878-14891 (2012).</li><li>Wydra, R. J., Oliver, C. E., Anderson, K. W., Dziubla, T. D., Hilt, J. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+generation+of+free+radicals+by+iron+oxide+nanoparticles+in+the+presence+of+an+alternating+magnetic+field.">Accelerated generation of free radicals by iron oxide nanoparticles in the presence of an alternating magnetic field.</a> RSC Advances. 5 (24), 18888-18893 (2015).</li><li>Bagaria, H. G., 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=Iron+oxide+nanoparticles+grafted+with+sulfonated+copolymers+are+stable+in+concentrated+brine+at+elevated+temperatures+and+weakly+adsorb+on+silica.">Iron oxide nanoparticles grafted with sulfonated copolymers are stable in concentrated brine at elevated temperatures and weakly adsorb on silica.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 5 (8), 3329-3339 (2013).</li><li>Park, J. C., Park, T. Y., Cha, H. J., Seo, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+nanocomposite+clusters+enabled+by+amphiphilic/bioactive+natural+polysaccharides.">Multifunctional nanocomposite clusters enabled by amphiphilic/bioactive natural polysaccharides.</a> Chemical Engineering Journal. 379, 122406 (2020).</li><li>Hemery, G., 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=Tuning+sizes,+morphologies,+and+magnetic+properties+of+monocore+versus+multicore+iron+oxide+nanoparticles+through+the+controlled+addition+of+water+in+the+polyol+synthesis.">Tuning sizes, morphologies, and magnetic properties of monocore versus multicore iron oxide nanoparticles through the controlled addition of water in the polyol synthesis.</a> Inorganic Chemistry. 56 (14), 8232-8243 (2017).</li><li>Lartigue, 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=Cooperative+organization+in+iron+oxide+multi-core+nanoparticles+potentiates+their+efficiency+as+heating+mediators+and+MRI+contrast+agents.">Cooperative organization in iron oxide multi-core nanoparticles potentiates their efficiency as heating mediators and MRI contrast agents.</a> ACS Nano. 6 (12), 10935-10949 (2012).</li><li>Yavayo, C. 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=Low-field+magnetic+separation+of+monodisperse+Fe3O4+nanocrystals.">Low-field magnetic separation of monodisperse Fe3O4 nanocrystals.</a> Science. 314 (5801), 964-967 (2006).</li><li>Matijevi&#263;, E., Scheiner, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ferric+hydrous+oxide+sols:+III.+Preparation+of+uniform+particles+by+hydrolysis+of+Fe+(III)-chloride,-nitrate,+and-perchlorate+solutions.">Ferric hydrous oxide sols: III. Preparation of uniform particles by hydrolysis of Fe (III)-chloride,-nitrate, and-perchlorate solutions.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 63 (3), 509-524 (1978).</li><li>Weizenecker, J., Gleich, B., Rahmer, J., Dahnke, H., Borgert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+real-time+in+vivo+magnetic+particle+imaging.">Three-dimensional real-time in vivo magnetic particle imaging.</a> Physics in Medicine &amp; Biology. 54 (5), 1 (2009).</li><li>Zhu, X., Li, J., Peng, P., Hosseini Nassab, N., Smith, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+drug+release+monitoring+in+tumors+of+living+subjects+by+magnetic+particle+imaging+nanocomposite.">Quantitative drug release monitoring in tumors of living subjects by magnetic particle imaging nanocomposite.</a> Nano Letters. 19 (10), 6725-6733 (2019).</li><li>Tay, Z. W., 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=Magnetic+particle+imaging-guided+heating+in+vivo+using+gradient+fields+for+arbitrary+localization+of+magnetic+hyperthermia+therapy.">Magnetic particle imaging-guided heating in vivo using gradient fields for arbitrary localization of magnetic hyperthermia therapy.</a> ACS Nano. 12 (4), 3699-3713 (2018).</li></ol>

이 작품은 균일한 나노 스케일 골체29로 함께 클러스터된 망간 페릿 나노결정의 변형된 폴리올 합성을 보여줍니다. 이 합성에서 철(III) 염화물 및 망간(II) 염화물은 강제 가수분해 반응 및 감소를 거쳐 분자 MnxFe3-xO4를 형성한다. 이 페릿 분자는 반응기의 고온 및 고압 하에서 1차 나노 결정을 형성하며, 궁극적으로 여기에 자성 페릿 클러스터(MFC)라...

산화철 격자에 망간을 도펀트로 포함하면, 적절한 조건하에서 순수한 산화철에 비해 고가 분야에서 물질의 자화를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 망간 페릿(MnxFe3-xO4) 나노입자는 높은 포화도 자화, 외부 장에 대한 강한 반응, 낮은 세포독성1,2,3,4,5로 인해 매우 바람직한 자기 나노 물질이다. 단일 도메인 나노 결정뿐만 아니라 이러한 나노 결정의 클러스터, 즉 다중 도메인 입자, 약물 전달을 포함 하 여 다양 한 생물 의학 응용 프로그램에서 조사 되었습니다., 암 치료를 위한 자기 고온증, 그리고 자기 공명 영상 (MRI)6,7,8. 예를 들어, 2017년 현군은 단일 도메인 망간 페릿 나노입자를 펜톤 촉매로 사용하여 암 저산소증을 유도하고 MRI 추적9에 대한 물질의 T2대비를 이용하였다. 순수한 산화철(Fe3O4) 나노물질에 비해 생체 내 데모가 거의 없고, 인간에서 보고된 적용이 없는 페라이트 물질의 이들과 다른 긍정적인 연구에 비추어 놀라운 일이다9,10.
페릿 나노 물질의 특징을 클리닉으로 번역하는 데 직면한 한 가지 도전과제는 균일하고 비응집화되지 않는 나노 스케일 클러스터11,12,13,14의 생성입니다. 단도메인 나노결정에 대한 기존의 합성 접근법이 잘 발달되어 있지만, 이 작품에 대한 관심의 유형의 다중 도메인 클러스터는 균일하고 제어된 방식으로 쉽게 생산되지 않는다15,16. 또한, 페릿 조성물은 일반적으로 비-stoichiometric이며 단순히 전구체의 시작 농도와 관련이 없으며, 이는 이러한 재료의 체계적인 구조 기능 특성화를 더욱 모호하게 할 수 있다9,12,13,17. 여기서, 우리는 망간 페릿 나노 물질의 클러스터 치수와 구성 모두에 대한 독립적 인 제어를 산출 합성 접근 방식을 보여 줌으로써 이러한 문제를 해결합니다.
이 작품은 또한 페릿 나노 물질의 열악한 콜로이드 안정성을 극복하는 수단을 제공한다18,19,20. 자기 나노 입자는 일반적으로 강한 입자 입자 매력으로 인해 응집되기 쉽습니다. 페릿은 더 큰 순 자화로 인해 입자 응집이 증폭됨에 따라 이 문제로 인해 더 많은 고통을 겪습니다. 관련 생물학적 미디어에서 이러한 물질은 물질이 빠르게 수집할 수 있는 충분한 골재를 생성하여 동물이나 사람에 대한 노출 경로를 제한합니다20,21,22. Hilt et al.은 자기 분해 및 염료 분해23의 연구에서 입자 입자 응집의 또 다른 결과를 발견했습니다. 약간 더 높은 입자 농도, 또는 필드에 노출의 증가 시간에, 재료가 시간이 지남에 따라 집계및 활성 입자 표면 영역 감소로 재료의 효과가 감소되었다. 이러한 응용 프로그램과 다른 응용 프로그램은 입자 입자 상호 작용을 배제하는 스테릭 장벽을 제공하도록 설계된 클러스터 표면의 이점을 누릴 수 있습니다24,25.
여기서 우리는 제어 가능한 치수 와 구성망간 페릿 클러스터 (MFC)를 합성하는 합성 접근 방식을보고합니다. 이러한 다중 도메인 입자는 단단한 집계되는 1차 망간 페릿 나노결정의 어셈블리로 구성됩니다. 기본 나노 결정의 긴밀한 결합은 자기 특성을 향상시키고 전체 클러스터 크기인 50-300 nm를 제공하며 나노 의학의 최적 치수와 잘 일치합니다. 물과 망간 염화기 전구체의 양을 변경함으로써, 우리는 독립적으로 전체 직경과 구성을 제어 할 수 있습니다. 이 방법은 간편하고 효율적인 원포트 수열 반응을 활용하여 빈번한 실험과 물질 최적화를 가능하게 합니다. 이러한 MFC는 집중된 제품 용액으로 쉽게 정제될 수 있으며, 이는 콜로이드 안정성을 부여하는 황달 폴리머에 의해 더욱 변형됩니다. 그들의 튜닝성, 균일성 및 솔루션 상 안정성은 모두 생물 의학 및 환경 공학에서 나노 물질의 응용 분야에서 큰 가치의 특징입니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1 Micron Vaccum Filtration Filter</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>NC9902431</td>
			<td>for filtration of aggregated clusters after synthesis and surface coating to achieve a uniform solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS, 99%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>282731-250G</td>
			<td>reagent used in copolymer to surface coat nanoclusters and functionalize them for biological media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2&#8242;-Azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>441090-100G</td>
			<td>reagent used in copolymer making as the free ridical generator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Morpholineethanesulfonic acid, 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M3671-250G</td>
			<td>acidic buffer used to stabilize nanocluster surface coating process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>147230-100G</td>
			<td>reagent used in copolymer to surface coat nanoclusters and functionalize them for biological media; anhydrous, contains 200 ppm MEHQ as inhibitor, 99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td>Avantor</td>
			<td>VWR-205AC</td>
			<td>used to weigh out solid chemical reagents for use in synthesis and dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Sonifier and Probe</td>
			<td>Branson</td>
			<td>B450</td>
			<td>used to sonicate nanocluster solution during surface coating to break up aggregates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dopamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H8502-25G</td>
			<td>used in surface coating for ligand exchange reaction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylene glycol (anhydrous, 99.8%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>324558-2L</td>
			<td>reagent used as solvent in hydrothermal synthesis of nanoclusters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Vials (20mL)</td>
			<td>Premium Vials</td>
			<td>B1015</td>
			<td>container for nanocluster solution during washing and surface coating as well as polymer solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graduated Beaker (100mL)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>1000-100</td>
			<td>container for mixing of solid and liquid reagents during hydrothermal synthesis (to be transferred into autoclave reactor before oven)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handheld Magnet</td>
			<td>MSC Industrial Supply, Inc.</td>
			<td>92673904</td>
			<td>1/2&#34; Long x 1/2&#34; Wide x 1/8&#34; High, 5 Poles, Rectangular Neodymium Magnet low strength magnet used to precipitate nanoclusters from solution (field strength is increased with steel wool when needed)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (ACS grade, 37%)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>7647-01-0</td>
			<td>for removing leftover nanocluster debris and cleaning autoclave reactors for next use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrothermal Autoclave Reactor</td>
			<td>Toption</td>
			<td>TOPT-HP500</td>
			<td>container for finished reagent mixture to withstand high temperature and pressure created by the oven in hydrothermal synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron(III) Chloride Hexahydrate (FeCl3&#183;6H2O, ACS reagent, 97%)</td>
			<td>ACS</td>
			<td>236489-500G</td>
			<td>reagent used in synthesis of nanoclusters as source of iron (III) that becomes iron (II) in finished nanocluster product (keep dry and weigh out quickly to avoid water contamination)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labware Washer Brushes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-641-708</td>
			<td>used to wash and clean glassware before synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Stir Plate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>50093538</td>
			<td>for mixing of solid and liquid reagents during hydrothermal synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manganese chloride tetrahydrate (MnCl2&#183;4H2O, 99.0%, crystals, ACS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1375127-2G</td>
			<td>reagent used in synthesis of nanoclusters as source of manganese</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (100-1000&#956;L)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>FF-1000</td>
			<td>for transferring liquid reagents such as water and manganese chloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&#8242;-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>25952-53-8</td>
			<td>used in surface coating to assist in ligand exchange of copolymer (keep bulk chemical in freezer and diluted solution in refrigerator)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056-2L</td>
			<td>reagent used in copolymer making as the solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyacrylic acid sodium salt (PAA, Mw~6,000)</td>
			<td>PolyScience Inc.</td>
			<td>06567-250</td>
			<td>reagent used in hydrothermal synthesis to initially coat the nanoclusters (eventually replaced in surface coating step)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>454990-250ML</td>
			<td>reagent used in copolymer to surface coat nanoclusters and functionalize them for biological media; average Mn 480, contains 100 ppm BHT as inhibitor, 100 ppm MEHQ as inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents Acetone, 4L, ACS Reagent</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-78920-66</td>
			<td>used as solvent to precipitate nanoclusters during washing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Channel Pipette, Adjustable 1-10 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3123000080</td>
			<td>for transferring ethylene glycol and other liquids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Wool</td>
			<td>Lowe&#39;s</td>
			<td>788470</td>
			<td>used to increase the magnetic field strength in the vial to aid in precipitation of nanoclusters for washing and surface coating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirring Bar</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>8608S92</td>
			<td>for mixing of solid and liquid reagents during hydrothermal synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Table Clamp</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>29YW53</td>
			<td>for tight sealing of autoclave reactor to withstand high pressure of oven during hyrothermal synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea (ACS reagent, 99.0%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>U5128-500G</td>
			<td>reagent used in hydrothermal synthesis to create a basic solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaccum Filtration Bottle Tops</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>596-3320</td>
			<td>for filtration of aggregated clusters after synthesis and surface coating to achieve a uniform solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Controller V-850</td>
			<td>Buchi</td>
			<td>BU-V850</td>
			<td>for filtration of aggregated clusters after synthesis and surface coating to achieve a uniform solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Oven</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-262-51</td>
			<td>used to create high temperature and pressure needed for nanocluster formation in hydrothermal synthesis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stable aqueous suspensions of manganese ferrite clusters with tunable nanoscale dimension and composition

망간 페릿 클러스터(MFC)는 수십~수백 개의 기본 나노결정의 구형 어셈블리로, 자기 특성은 다양한 응용 분야에서 가치가 있습니다. 여기서는 제품 클러스터 크기(30~120nm)와 결과 물질의 망간 함량을 독립적으로 제어할 수 있는 수열 공정에서 이러한 물질을 형성하는 방법을 설명합니다. 알코올 반응 매체에 첨가된 총 물량 및 망간과 철 전구체의 비율과 같은 파라미터는 다중 유형의 MFC 나노스케일 제품을 달성하는 데 중요한 요소입니다. 빠른 정제 방법은 자기 분리를 사용하여 자기 나노 물질의 그램을 매우 효율적으로 만드는 재료를 회수합니다. 우리는 고하의 식염수 환경에서도 비응집화 상태로 유지되는 콜로이드안정 MFC를 산출하는 이러한 나노 물질의 표면에 고하의 황포네이트 폴리머를 적용하여 자기 나노 물질 응집의 도전을 극복합니다. 이러한 비 응집, 균일 및 튜닝 가능한 재료는 생물 의학 및 환경 응용 분야에 탁월한 잠재 재료입니다.

수열 처리 후, 반응 혼합물은 도 1에서 볼 수 있는 점성 흑색 분산으로 변한다. 정제 후 어떤 결과는 페로유체처럼 행동하는 고농축 MFC 솔루션입니다. 유리병에 있는 유체는 휴대용 자석(<0.5 T) 근처에 배치될 때 몇 초 안에 반응하며, 자석이 서로 다른 위치에 배치될 때 움직일 수 있는 거시적 검은 질량을 형성합니다.
이 합성은 치수와 페릿 조성물이 첨?...

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Stable Aqueous Suspensions of Manganese Ferrite Clusters with Tunable Nanoscale Dimension and Composition

우리는 재료 차원과 구성에 대한 독립적 인 제어를 제공하는 망간 페릿 클러스터 (MFC)의 원 포트 수열 합성을보고합니다. 자기 분리를 통해 황변 폴리머를 이용한 표면 기능화를 통해 신속하게 정제할 수 있어 생물학적으로 관련매체에서 비응집재가 되도록 한다. 결과 제품은 생체 의학 응용 프로그램에 대 한 잘 배치.

튜블 가능한 나노 스케일 치수 및 구성망간 페릿 클러스터의 안정적인 수성 현탁액

Manganese ferrite clusters (MFCs) are spherical assemblies of tens to hundreds of primary nanocrystals whose magnetic properties are valuable in diverse ...

이 비디오에서는 슈퍼 파라자성 망간 페릿 나노 클러스터의 합성을 제시합니다. 우리는 망간 페릿 클러스터 또는 MFC의 한 냄비 수열 합성을보고 기본 나노 결정과 클러스터 차원뿐만 아니라 철 대 망간 비율에 대한 독립적 인 제어를 제공합니다. 자기 분리를 통해 황변 폴리머를 이용한 서비스 기능화를 통해 생물학적으로 관련된 수성 용액에서도 물질이 비응집화되도록 합니다.결과 제품은 생명 공학 및 의학응용 분야에 적합합니다. 합성에 사용할 모든 유리 제품을 세척하고 철저히 건조. 합성물의 양은 MFC의 치수에 영향을 미칩니다.따라서 유리 제품에 잔류물이 없도록 하는 것이 중요합니다. 유리 제품을 세척하려면 물과 세제로 헹구고 FLAS 브러시로 스크럽하여 이물질을 제거하십시오. 모든 세제를 제거하고 탈온화 된 물의 헹구기로 마무리하기 위해 철저히 헹구십시오.폴리페놀 라이닝 반응기를 37%의 염산으로 헹구어 이전 사용시 이물질을 제거합니다. 이렇게 하려면 반응기와 캡을 큰 비커에 놓고 원자로가 완전히 물에 잠길 때까지 염산으로 채웁니다. 염산을 붓기 전에 30 분 동안 앉아보자.비커를 물로 1~2분 간 지속적으로 헹구고, 원자로를 오븐에 넣고 건조시다. 자동 파이펫을 사용하여 20 밀리리터에 에틸렌 글리코를 마그네틱 스터드 바가 있는 50밀리리터 비커로 옮기습니다. 1.3 밀리몰러의 최종 농도를 달성하고 비커에 추가하기 위해 필요한 양의 철 염화물을 무게.비커를 교반판에 넣고 480 RPM에서 켜서 비커의 연속 교반을 시작합니다. 폴리 아크릴산의 250 밀리그램의 무게를 달고 비커에 추가하십시오. PAA를 추가한 후 용액이 불투명해지고 색상이 약간 밝아집니다.1.2 그램의 우레아의 무게를 가지고 비커에 추가합니다. 파이펫을 사용하여 비커에 0.7 밀리머 망간 염화화물을 추가합니다. 마지막으로 파이펫을 사용하여 필요한 양의 초순수물을 비커에 추가합니다.용액이 30 분 동안 저어색상 변화를 알 수 있습니다. 반투명 다크 오렌지 색상으로 표시됩니다. 반응 혼합물을 PPL 반응기로 이송합니다.용액이 교반된 후에는 일부 고체가 비커 측면에 축적되었을 수 있습니다. 자석을 사용하여 비커 의 벽 주위에 교반 막대를 드래그하여 측면에 축적 된 고체가 반응 용액으로 분산되도록합니다. 용액이 혼합되고 준비되면 50 밀리리터 PPL 라인 원자로로 전송합니다.클램프와 레버를 사용하여 스테인레스 스틸 오토클레이브의 반응기를 가능한 한 단단히 밀봉하십시오. 반응기 용기를 안정된 표면으로 고정하고 막대를 사용하여 캡에 레버로 삽입하고 반응기를 밀어 밀봉합니다. 밀봉된 반응기는 수작업으로 열 수 없습니다.이는 오븐의 고압 환경이 반응기의 단단한 밀봉이 필요하기 때문에 매우 중요합니다. 원자로를 215도에서 20시간 동안 오븐에 넣습니다. 수열 반응이 끝나면 오븐에서 반응기를 제거하고 실온으로 냉각할 수 있습니다.오븐의 압력으로 반응기를 손으로 열 수 있습니다. 이 시점에서, 반응기는 반응되지 않은 폴리머와 같은 다른 불순물로 에틸렌 글리콜에 분산된 MFC 제품을 포함하게 된다. 그리고 불투명 한 검은 색 솔루션이 될 것입니다.다음 단계에서 분리된 제품입니다. 200밀리그램의 강철 울을 유리 바이알에 넣습니다. 반응기의 반응 혼합물로 유리 유리병을 중간으로 채웁니다.아세톤으로 바이알의 나머지 부분을 채우고 잘 흔들어줍니다. 강철 울은 유리병에서 자기장 강도를 증가시키고 용액에서 나노 클러스터의 자기 분리에 도움이됩니다. 마그네틱 수집이 발생할 수 있도록 유리병을 자석에 놓습니다.결과는 하단에 침전이 있는 반투명 솔루션이 될 것입니다. MFC가 자석을 바이알 바닥으로 잡고 붓는 동안 자석을 강철 양모에 자석으로 갇히는 동안 상체 용액을 붓습니다. 에틸렌 글리콜은 대부분 이 단계에서 제거됩니다.아세톤의 낮은 비율로 세척을 시작하여 순수할 때까지 후속 세척의 비율을 증가시면 됩니다. 이 작업을 3~4회 수행합니다. 자석에서 유리병을 제거하고 물로 채웁니다.MFC를 용해잘 흔들어주세요. 이제 제품은 완전히 물에 분산됩니다. MFC의 수성 용액이 흔들릴 때 거품이 생성되지 않습니다 때까지 이전 두 단계를 여러 번 반복합니다.그 결과 자석에 강하게 반응하는 어두운 불투명 페로유체가 생성됩니다. 클러스터를 안정적으로 유지하기 위해, 우리는 스티액과 정전기 반발을 모두 제공하는 공동 폴리머, PAA 공동 AMPS 공동 PEG로 수정합니다. AMPS 장치의 황포네이트 그룹은 전하 안정화를 제공하며 PEG 장치는 클러스터 간 응집을 방해합니다.전반적으로, 수정된 클러스터는 다양한 유형의 가혹한 조건에서도 안정적으로 유지됩니다. 20 밀리리터 바이알에 10밀리리터의 정제 나노입자를 포화 된 Nitra 도파민 용액10 밀리리터와 결합하십시오. 5분 간 기다립니다.자기 분리를 사용하여 니트라 도파민 코팅 MFC를 세척. 창백한 노란색 상체를 붓습니다. 물을 넣고 힘차게 흔들어 줍니다.그런 다음 자석을 사용하여 물을 부어 제품을 유지합니다. 이 세탁을 여러 번 반복하여 진한 갈색 컬렉션을 바이알에 남깁니다. EDC 용액 1밀리리터, MES 버퍼 1밀리리터, 폴리머 용액 3밀리리터를 혼합합니다.혼합물을 소용돌이로 가볍게 저어서 약 5분간 앉게 합니다. 완전히 결합될 때 는 명확하고 무색솔루션이어야 합니다. 이 혼합물을 MFC 컬렉션에 추가하고 유리병을 얼음 욕조에 넣습니다.프로브 초음파 처리기를 솔루션으로 낮추고 켭니다. 5분간의 초음파 처리 후, 초음파 처리가 계속 실행되는 동안 유리병에 약 5 밀리리터의 초순수물을 추가합니다. 제품이 유출되지 않도록 선박을 계속 모니터링합니다.초기 얼음 중 일부는 초음파 처리의 강도와 열로 인해 녹아 있기 때문에 얼음 물 혼합물에서 얼음을 유지합니다. 혼합물이 총 30분 동안 추가로 25분간 초음파 처리되도록 합니다. 자석 위에 바이알을 놓고 MC를 분리하고 상체 용액을 부어 냅니다.변형된 MFC를 탈온화된 물로 여러 번 세척합니다. 초순수로 MFC로 바이알을 채웁니다. 0.1 미크론 폴레셔 황산막 필터를 사용하여 이 유체를 진공 여과 시스템으로 파이펫하여 돌이킬 수 없는 매체형 MFC를 제거합니다.깔때기의 벽을 플러시하여 제품 손실을 최소화해야 합니다. 진공 필터 용액. 이 프로세스를 2~3회 반복합니다.그 결과는 모노 분산 MFC의 정제 수성 용액이 될 것이다. 여기서는 평균 클러스터 직경을 증가시키기 위해 정제 된 나노 클러스터의 TEM 이미지를 볼 수 있습니다.DC.초기 반응 혼합물에 첨가된 물의 양은 나노 클러스터의 직경을 결정한다. 반응에 물을 더 추가하면 직경이 적은 나노 클러스터가 발생하며, 물은 직경을 증가시킵니다. 이러한 방식으로, 실험자는 나노 클러스터 제품의 크기를 제어할 수 있다.여기서 우리는 진간을 철의 어금니 비율로 증가시키기 위해 나노 클러스터의 TEM 이미지를 봅니다. 초기 반응 혼합물에서 망간대 기종의 전구체에 대한 비율은 클러스터 제품내 금속의 어금니 비율을 결정한다. 망간을 합성에서 철분 비로 늘리면 클러스터에서 이 비율이 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.대조적으로 다음 TEM 이미지는 불규칙한 형태와 샘플을 묘사합니다. 왼쪽 이미지에 도시된 바와 같이, 추가 물을 배제하여 유출된 모양의 클러스터가 생성되었다. 이것은 클러스터를 형성하지 않은 1 차 나노 결정의 동적 조립을 방해합니다.오른쪽 이미지의 샘플은 반응 시간이 부족하여 1차 나노 결정 성장 및 클러스터 익음으로는 충분하지 않았습니다. 이러한 좋지 않은 결과는 일관되게 성공적인 결과를 달성하기 위해 반응 시간뿐만 아니라 적절한 양의 반응이 필요하다는 것을 보여줍니다. 여기서는 왼쪽에 PBS 버퍼에 원래 PAA 코딩된 클러스터의 샘플을 배치합니다.오른쪽에서는 수정된 PAA 공동 AMPS 공동 PEG 코딩 클러스터의 동등한 양으로 동일한 작업을 수행합니다. 수정된 클러스터는 오랫동안 안정적으로 유지되는 동안 PAA 코딩된 클러스터의 빠른 집계를 확인합니다. 이는 중합체 코딩의 결과로 향상된 콜로이드 안정성을 시사한다.결론적으로, 우리의 합성은 망간 페릿 클러스터의 빠르고 효율적인 생산을 허용합니다. 합성은 단순히 철 전구체 비율에 물과 망간의 추가를 제어하여 독립적으로 튜닝 클러스터 차원과 구성을 만듭니다. 우리는 이 방법을 쉽게 수정하여 다르지만 예측 가능한 자기 나노 물질을 얻을 수 있습니다.또한, 자기 분리 및 서비스 기능화 기술은 각각 생물학적 매체의 높은 모노 분산성과 강한 안정성을 달성한다. 이 방법을 사용하면 클러스터 생산에 대한 접근성이 향상되고 다양한 분야에서 광범위한 응용 프로그램을 수행할 수 있습니다.

stable-aqueous-suspensions-manganese-ferrite-clusters-with-tunable

Research

JoVE Journal

Chemistry

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) membranes have been under development since the 1990's and have become a common method to template the synthesis of high aspect ratio nanostructures, mostly by electrochemical growth or pore-wetting. Recently, these membranes have become commercially available in a wide range of pore sizes and densities, leading to an extensive library of functional nanostructures being synthesized from AAO membranes. These include composite nanorods, nanowires and nanotubes made of metals, inorganic materials or polymers 3-10. Nanoporous membranes have been used to synthesize nanoparticle and nanotube arrays that perform well as refractive index sensors, plasmonic biosensors, or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates 11-16, as well as a wide range of other fields such as photo-thermal heating 17, permselective transport 18, 19, catalysis 20, microfluidics 21, and electrochemical sensing 22, 23. Here, we report a novel procedure to prepare gold nanotubes in AAO membranes. Hollow nanostructures have potential application in plasmonic and SERS sensing, and we anticipate these gold nanotubes will allow for high sensitivity and strong plasmon signals, arising from decreased material dampening 15.

Solution-suspendable gold nanotubes with controlled dimensions can be synthesized by electrochemical deposition in porous anodic aluminum oxide (AAO) membranes using a hydrophobic polymer core. Gold nanotubes and nanotube arrays hold promise for applications in plasmonic biosensing, surface-enhanced Raman spectroscopy, photo-thermal heating, ionic and molecular transport, microfluidics, catalysis and electrochemical sensing.

템플릿 조정할 IR의 흡광도와 Plasmonic 골드 나노 튜브의 합성을 감독

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

연구

화학

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

주변 조건에 따라 금 나노 입자의 안정 올리고머 클러스터의 크기 제어 합성을위한 간단한 방법

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their components. Therefore, the arrangements in the clusters have been precisely characterized, especially for metal complexes. Contrary to this, characterizations of molecular arrangements in supramolecular clusters composed of organic molecules are limited to a few cases. This is because construction of the supramolecular clusters, especially obtaining a series of the supramolecular clusters, is difficult due to low stability of non-covalent bonds compare to covalent bonds. From this viewpoint, utilization of organic salts is one of the most useful strategies. A series of the supramolecules could be constructed by combinations of a specific organic molecule with various counter ions. Especially, primary ammonium carboxylates are suitable as typical examples of supramolecules because various kinds of carboxylic acids and primary amines are commercially available, and it is easy to change their combinations. Previously, it was demonstrated that primary ammonium triphenylacetates using various kinds of primary amines specifically construct supramolecular clusters, which are composed of four ammoniums and four triphenylacetates assembled by charge-assisted hydrogen bonds, in crystals obtained from non-polar solvents. This study demonstrates an application of the specific construction of the supramolecular clusters as a strategy to conduct systematical symmetric study for clarification of correlations between molecular arrangements in supramolecules and kinds and numbers of their components. In the same way with binary salts composed of triphenylacetates and one kind of primary ammoniums, ternary organic salts composed of triphenylacetates and two kinds of ammoniums construct the supramolecular clusters, affording a series of the supramolecular clusters with various kinds and numbers of the components.

This article describes construction of a series of hydrogen-bonding supramolecular clusters in crystals using primary ammonium triphenylacetates, which are recrystallized from non-polar solvents. This selective construction of the supramolecular clusters leads to effective systematical symmetric studies about a correlation between the supramolecular clusters and their components.

건설 및 바이너리 또는 삼항 암모늄 Triphenylacetates와 초분자 클러스터의 시리즈의 체계적 대칭 연구

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions

There is a growing research interest in the development of portable systems which can deliver hydrogen on-demand to proton exchange membrane (PEM) hydrogen fuel cells. Researchers seeking to develop such systems require a method of measuring the generated hydrogen. Herein, we describe a simple, low-cost, and robust method to measure the hydrogen generated from the reaction of solids with aqueous solutions. The reactions are conducted in a conventional one-necked round-bottomed flask placed in a temperature controlled water bath. The hydrogen generated from the reaction in the flask is channeled through tubing into a water-filled inverted measuring cylinder. The water displaced from the measuring cylinder by the incoming gas is diverted into a beaker on a balance. The balance is connected to a computer, and the change in the mass reading of the balance over time is recorded using data collection and spreadsheet software programs. The data can then be approximately corrected for water vapor using the method described herein, and parameters such as the total hydrogen yield, the hydrogen generation rate, and the induction period can also be deduced. The size of the measuring cylinder and the resolution of the balance can be changed to adapt the setup to different hydrogen volumes and flow rates.

The study of methods to generate on-demand hydrogen for fuel cells continues to grow in importance. However, systems to measure hydrogen evolution from the reaction of chemicals with water can be complicated and expensive. This article details a simple, low-cost, and robust method to measure the evolution of hydrogen gas.

간단한, 낮은 비용, 강력한 시스템 수성 솔루션과 화학 반응에 의해 진화 수소의 양을 측정하는

There is a growing research interest in the development of portable systems which can deliver hydrogen on-demand to proton exchange membrane (PEM) ...

Determining the Chemical Composition of Corrosion Inhibitor/Metal Interfaces with XPS: Minimizing Post Immersion Oxidation

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, the focus is on metallic substrates immersed in acidic solutions containing organic corrosion inhibitors, as these systems can be particularly sensitive to oxidation following removal from solution. To minimize the likelihood of such degradation, samples are removed from solution within a glove box purged with inert gas, either N2 or Ar. The glove box is directly attached to the load-lock of the ultra-high vacuum X-ray photoelectron spectroscopy instrument, avoiding any exposure to the ambient laboratory atmosphere, and thus reducing the possibility of post immersion substrate oxidation. On this basis, one can be more certain that the X-ray photoelectron spectroscopy features observed are likely to be representative of the in situ submerged scenario, e.g. the oxidation state of the metal is not modified.

A protocol to avoid the oxidation of metallic substrates during sample transfer from an inhibited acidic solution to an X-ray photoelectron spectrometer is presented.

XPS와 부식 억제제 / 금속 인터페이스의 화학 성분을 결정 : 최소화 포스트 집중 산화

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, ...

Preparation of Polyoxometalate-based Photo-responsive Membranes for the Photo-activation of Manganese Oxide Catalysts

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic polymers, with the aim of photo-activating oxygen-evolving manganese oxide catalysts, which are important components in artificial photosynthesis. The cross-linking technique was applied to obtain a self-standing membrane with a high PW12O403- content. Incorporation and structure retention of PW12O403- within the polymer matrix were confirmed by FT-IR and micro-Raman spectroscopy, and optical characteristics were investigated by UV-Vis spectroscopy, which revealed successful construction of the metal-to-metal charge transfer (MMCT) unit. After deposition of MnOx oxygen evolving catalysts, photocurrent measurements under visible light irradiation verified the sequential charge transfer, Mn &#8594; MMCT unit &#8594; electrode, and&#160;the photocurrent intensity was consistent with the redox potential of the donor metal (Ce or Co). This method provides a new strategy for preparing integrated systems involving catalysts and photon-absorption parts for use with photo-functional materials.

Here, we present a protocol to prepare charge transfer chromophores based on a polyoxometalate/polymer composite membrane.

사진-망간 산화물 촉매의 활성화에 대 한 Polyoxometalate 기반 사진 반응 막의 준비

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals crystals are produced using mechanical exfoliation, in which layers are peeled off a bulk crystal using adhesive tape. This method produces high-quality flakes, but they are often small and can be hard to find, particularly for materials with relatively high cleavage energies such as black phosphorus. By heating the substrate and the tape, two-dimensional material adhesion to the substrate is promoted, and the flake yield can be increased by up to a factor of ten. After exfoliation, it is necessary to image or otherwise analyze these flakes but some two-dimensional materials are sensitive to oxygen or water and will degrade when exposed air. We have designed and tested a hermetic transfer cell to temporarily maintain the inert environment of a glovebox so that air-sensitive flakes can be imaged and analyzed with minimal degradation. The compact design of the transfer cell is such that optical analysis of sensitive materials can be performed outside of a glovebox without specialized equipment or modifications to existing equipment.

A method for exfoliating large thin flakes of air sensitive two-dimensional materials and safely transporting them for analysis outside of a glovebox is presented.

각 질 제거 및 큰 지역의 분석 공기 과민 한 2 차원 재료

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...

Synthesis of In37P20(O2CR)51 Clusters and Their Conversion to InP Quantum Dots

This text presents a method for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots. The In37P20(O2CR)51 clusters have been observed as intermediates in the synthesis of InP quantum dots from molecular precursors (In(O2CR)3, HO2CR, and P(SiMe3)3) and may be isolated as a pure reagent for subsequent study and use as a single-source precursor. These clusters readily convert to crystalline and relatively monodisperse samples of quasi-spherical InP quantum dots when subjected to thermolysis conditions in the absence of additional precursors above 200 &#176;C. The optical properties, morphology, and structure of both the clusters and quantum dots are confirmed using UV-Vis spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, transmission electron microscopy, and powder X-ray diffraction. The molecular symmetry of the clusters is additionally confirmed by solution-phase 31P NMR spectroscopy. This protocol demonstrates the preparation and isolation of atomically-precise InP clusters, and their reliable and scalable conversion to InP QDs.

Synthesis of In37P20O2CR51 Clusters and Their Conversion to InP Quantum Dots

A protocol for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots is presented.

37P 20(o2CR)51 클러스터의 합성 및 InP 양자 점으로의 변환

This text presents a method for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots. The In37P20(O2CR)51 ...

Computation of Atmospheric Concentrations of Molecular Clusters from ab initio Thermochemistry

The computational study of the formation and growth of atmospheric aerosols requires an accurate Gibbs free energy surface, which can be obtained from gas phase electronic structure and vibrational frequency calculations. These quantities are valid for those atmospheric clusters whose geometries correspond to a minimum on their potential energy surfaces. The Gibbs free energy of the minimum energy structure can be used to predict atmospheric concentrations of the cluster under a variety of conditions such as temperature and pressure. We present a computationally inexpensive procedure built on a genetic algorithm-based configurational sampling followed by a series of increasingly accurate screening calculations. The procedure starts by generating and evolving the geometries of a large set of configurations using semi-empirical models then refines the resulting unique structures at a series of high-level ab initio levels of theory. Finally, thermodynamic corrections are computed for the resulting set of minimum-energy structures and used to compute the Gibbs free energies of formation, equilibrium constants, and atmospheric concentrations. We present the application of this procedure to the study of hydrated glycine clusters under ambient conditions.

Computation of Atmospheric Concentrations of Molecular Clusters from ab initio Thermochemistry

The atmospheric concentrations of weakly bound molecular clusters can be computed from the thermochemical properties of low energy structures found through a multi-step configurational sampling methodology utilizing a genetic algorithm and semi-empirical and ab initio quantum chemistry.

ab initio 열화학에서 분자 클러스터의 대기 농도 계산

The computational study of the formation and growth of atmospheric aerosols requires an accurate Gibbs free energy surface, which can be obtained from gas ...

Preparation of Expanded Chitin Foams and their Use in the Removal of Aqueous Copper

Chitin is an underexploited, naturally abundant, mechanically robust, and chemically resistant biopolymer. These qualities are desirable in an adsorbent, but chitin lacks the necessary specific surface area, and its modification involves specialized techniques and equipment. Herein is described a novel chemical procedure for expanding chitin flakes, derived from shrimp shell waste, into foams with higher surface area. The process relies on the evolution of H2 gas from the reaction of water with NaH trapped in a chitin gel. The preparation method requires no specialized equipment. Powder X-ray diffraction and N2-physisorption indicate that the crystallite size decreases from 6.6 nm to 4.4 nm and the specific surface area increases from 12.6 &#177; 2.1 m2/g to 73.9 &#177; 0.2 m2/g. However, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis indicate that the process does not change the chemical identity of the chitin. The specific Cu adsorption capacity of the expanded chitin increases in proportion to specific surface area from 13.8 &#177; 2.9 mg/g to 73.1 &#177; 2.0 mg/g. However, the Cu adsorption capacity as a surface density remains relatively constant at an average of 10.1 &#177; 0.8 atom/nm2, which again suggests no change in the chemical identity of the chitin. This method offers the means to transform chitin into a higher surface area material without sacrificing its desirable properties. Although the chitin foam is described here as an adsorbent, it can be envisioned as a catalyst support, thermal insulator, and structural material.

This study describes a method to expand chitin into a foam by chemical techniques that require no specialized equipment.

확장 된 치틴 폼의 준비와 수성 구리의 제거에 자신의 사용

Chitin is an underexploited, naturally abundant, mechanically robust, and chemically resistant biopolymer. These qualities are desirable in an adsorbent, ...