DE102012100467B4 - Process for the preparation of a monolayer with hydrophilic ligand-coated nanoparticles and surface coated with this layer - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Monoschicht von Nanopartikeln, die mit hydrophilen, positiv oder negativ geladenen Liganden ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Verbindungen der Formel 1a, 1b oder 1c:worin Y COO–, SO3 –, SO4 –, HPO3 –, PO3 2– oder Phenoxy-Anion bedeutet oder Y in der Form R1R2R3A+B– ist, worin A N oder P bedeutet, B ein anorganisches oder organisches Anion bedeutet, R1, R2, R3 Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Heteroaryl bedeuten, wobei R1, R2, R3 miteinander verbunden werden können, X S oder Se bedeutet, n von 1 bis 20 beträgt, m von 0 bis 2 beträgt, p von 0 bis 2 beträgt, beschichtet sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Monoschicht aus Nanopartikeln durch vertikales, im Verhältnis zur Monoschicht, Eintauchen oder Austauchen eines Substrates auf dessen Oberfläche aufgebracht wird, und wobei zuvor eine Monoschicht von Nanopartikeln in Methanol/Dichlormethan auf die Oberfläche des Wassers aufgebracht und mittels Langmuir-Blodgett-Technik auf dieser Oberfläche dicht zusammengepresst wurde.A process for producing a monolayer of nanoparticles containing hydrophilic, positively or negatively charged ligands selected from the group comprising the compounds of formula 1a, 1b or 1c: wherein Y is COO, SO 3 -, SO 4 -, HPO 3 -, PO 3 2- or Phenoxy anion or Y is in the form R1R2R3A + B-, wherein AN is P, B is an inorganic or organic anion, R1, R2, R3 are alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl in which R1, R2, R3 can be joined together, X is S or Se, n is from 1 to 20, m is from 0 to 2, p is from 0 to 2, coated, the method being characterized in that the Monolayer of nanoparticles by vertical, relative to the monolayer, immersion or erosion of a substrate is applied to the surface thereof, and wherein previously a monolayer of nanoparticles in methanol / dichloromethane to the surface of the water He was applied and pressed together tightly on this surface using Langmuir-Blodgett technique.
Description
Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zur Herstellung einer Monoschicht von Nanopartikeln, die mit hydrophilen, positiv oder negativ geladenen Liganden beschichtet sind, eine Schicht – und vorzugsweise – eine Monoschicht dieser Nanopartikel sowie eine mit dieser Schicht beschichtete Oberfläche, wobei die Schicht nach einem wie hierin beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Die hergestellten Monoschichten werden u. a. zur Beschichtung von Werkstoffen wie Glas, Indiumzinnoxid (ITO), Silizium sowie andere Halbleiter, eingesetzt.The invention relates to a method for producing a monolayer of nanoparticles which are coated with hydrophilic, positively or negatively charged ligands, a layer - and preferably - a monolayer of these nanoparticles and a surface coated with this layer, the layer having a like herein described method was prepared. The monolayers produced are u. a. used for coating materials such as glass, indium tin oxide (ITO), silicon and other semiconductors.
Als Nanopartikel werden Teilchen von Elementen und organischen, anorganischen oder biologischen Verbindungen bezeichnet, bei denen, konventionsgemäß, eine der Abmessungen unter 100 nm liegt. In den Nanopartikeln treten physikalische Phänomene und chemische Eigenschaften auf, die bei weniger zerkleinerten Stoffen nicht vorkommen. Ein Beispiel dafür ist ein optisches Phänomen der Oberflächenplasmonenresonanz (engl. Surface Plasmon Resonance, SPR) für Edelmetall-Nanopartikel. Darüber hinaus zeichnen sich die Nanopartikel besonders dadurch aus, dass ihre physikalische und chemische Eigenschaften größenabhängig sind, wie z. B. sinkende Schmelztemperatur mit abnehmender Größe bei Gold-Nanopartikeln. Einige Eigenschaften der Nanopartikel können durch eine Beschichtung mit Liganden, die vor allem Nanopartikel gegen Aggregation schützen, kontrolliert werden. Über die Auswahl entsprechender Liganden lassen sich die Eigenschaften einzelner Nanopartikel beliebig steuern. Die oben erwähnten, spezifischen Eigenschaften der Materie im Nanogrößenbereich öffnen den Weg zur Entwicklung neuer nanopartikel-basierten Werkstoffe und Bauteile. Einer der derzeit am meisten gefragten Werkstoffe sind Dünnschichten, die in der Elektronik, in den erneubaren Energiequellen, in der Medizin und in vielen anderen Bereichen zum Einsatz kommen.Nanoparticles are particles of elements and organic, inorganic or biological compounds in which, by convention, one of the dimensions is less than 100 nm. In the nanoparticles, physical phenomena and chemical properties occur which do not occur with less shredded substances. An example of this is an optical phenomenon of surface plasmon resonance (SPR) for noble metal nanoparticles. In addition, the nanoparticles are characterized in particular by the fact that their physical and chemical properties are size-dependent, such. B. decreasing melting temperature with decreasing size of gold nanoparticles. Some properties of the nanoparticles can be controlled by a coating with ligands, which protect mainly nanoparticles against aggregation. By selecting appropriate ligands, the properties of individual nanoparticles can be arbitrarily controlled. The above-mentioned specific properties of nano-sized matter open the way to the development of new nanoparticle-based materials and components. One of the materials most in demand today is thin films used in electronics, renewable energy sources, medicine and many other applications.
Die Entwicklung und Herstellung von zweidimensionalen Strukturen, die aus Metall- oder Halbleiter-Nanopartikeln bestehen oder diese enthalten, werden derzeit in zahlreichen Untersuchungen erforscht [Shipway A. N., Katz E., Willner I. ChemPhysChem., 2000, 1, 18–52]. Die aus Nanopartikeln gebildeten Monoschichten haben ein enormes Anwendungspotential. Die aus Nanopartikel-Monoschichten bestehenden Dünnschichten sind versprechende Werkstoffe bei der Herstellung von LED-Displays, Solarzellen, Kondensatoren, Reflex- und Antireflexbeschichtungen, biologischen Detektoren und magnetischen Datenträgern. Die Erweiterung der Funktionalitäten der monoschichten-basierten, aus Nanopartikeln bestehenden Werkstoffe ist ein weiterer, wichtiger Schritt in der Entwicklung und Kommerzialisierung dieser Bauteilen. Die Einführung einer dauerhaften und genau bestimmten elektrischen Ladung stellt eine interessante Modifikation der Monoschichten aus dem praktischen Gesichtspunkt dar. Neben entsprechenden Funktionalitäten, können die aus elektrisch geladenen Nanopartikeln bestehenden Monoschichten als Substrate dienen, bei denen elektrostatische Phänomene zur Anwendung kommen. Ein einfaches Beispiel für einen möglichen Einsatz solcher Monoschicht ist die Entwicklung eines Detektors auf der Basis der lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanz (engl. Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR) oder der oberflächenverstärkten Raman-Streuung (engl. Surface Enhanced Raman Scattering, SERS) zum Nachweis von biologischen Objekten oder Verbindungen. Die biologischen Objekte haben oft eine elektrische Ladung und können auf einer entgegengesetzt geladenen Nanopartikel-Monoschicht elektrostatisch adsorbiert werden.The development and fabrication of two-dimensional structures consisting of or containing metal or semiconductor nanoparticles is currently being explored in numerous studies [Shipway A.N., Katz E., Willner I. ChemPhys Chem., 2000, 1, 18-52]. The monolayers formed from nanoparticles have enormous application potential. The nanoparticle monolayers thin films are promising materials in the manufacture of LED displays, solar cells, capacitors, reflective and antireflective coatings, biological detectors and magnetic data carriers. Expanding the functionality of monolayer-based nanoparticle materials is another important step in the development and commercialization of these devices. The introduction of a permanent and well-defined electrical charge represents an interesting modification of the monolayers from a practical point of view. In addition to functionalities, the monolayers composed of electrically charged nanoparticles can serve as substrates that use electrostatic phenomena. A simple example of a possible use of such a monolayer is the development of a detector based on localized surface plasmon resonance (LSPR) or surface enhanced Raman scattering (SERS) for the detection of biological Objects or connections. The biological objects often have an electrical charge and can be electrostatically adsorbed on an oppositely charged nanoparticle monolayer.
Gegenwärtig sind einige Herstellungsverfahren von den aus geladenen Nanopartikeln bestehenden Monoschichten bekannt. Diese Verfahren nutzen die elektrostatische Anziehung von entgegengesetzt geladenen Oberflächen und Nanopartikeln aus. In diesem Ansatz ist die zu beschichtende Substratoberfläche zunächst durch organische Verbindungen mit positiver oder negativer Ladung modifiziert. Anschließend werden entgegengesetzt geladene Nanopartikel auf der vorher modifizierten Oberfläche adsorbiert.At present, some methods of preparation of the charged nanoparticle monolayers are known. These methods utilize the electrostatic attraction of oppositely charged surfaces and nanoparticles. In this approach, the substrate surface to be coated is first modified by organic compounds with positive or negative charge. Subsequently, oppositely charged nanoparticles are adsorbed on the previously modified surface.
Die Patentanmeldung US 2008/0102201 A1 „Method for dispersing nanoparticles and methods for producing nanoparticle thin films by using the same” betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung mit geladenen Nanopartikeln mit Hilfe von Spin-Coating. In diesem Verfahren werden eine positiv geladene Substratoberfläche und negativ geladene Palladium-Nanopartikel verwendet. Die Herstellung von negativ geladenen Nanopartikeln erfolgt durch Verwendung einer Pufferlösung mit pH > 7. Die Herstellung einer einzelnen Nanopartikel-Schicht wird durch die pH-Änderung und die Verwendung der Kapillarkräfte kontrolliert.The patent application US 2008/0102201 A1 "Method for dispersing nanoparticles and methods for producing nanoparticle thin films by using the same" relates to a method for surface coating with charged nanoparticles by means of spin coating. In this method, a positively charged substrate surface and negatively charged palladium nanoparticles are used. The production of negatively charged nanoparticles is carried out by using a buffer solution with pH> 7. The production of a single nanoparticle layer is controlled by the pH change and the use of capillary forces.
Eine Modifizierung des auf elektrostatischer Anziehung basierten Verfahrens verwendet eine mit Hydroxygruppen beschichtete Oberfläche, z. B. eine Gold-, Siliziumoberfläche oder die Oberfläche eines anderen Stoffes, dessen Oberfläche vorher oxidiert wurde.One modification of the electrostatic attraction based process employs a hydroxy-coated surface, e.g. As a gold, silicon surface or the surface of another substance whose surface has been previously oxidized.
Die Patentanmeldung US 2009/0098366 A1 „Methods of coating surfaces with nanoparticles and nanoparticle coated surfaces” betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung mit entgegengesetzt geladenen Nanopartikeln. Die Beschichtung wurde durch Eintauchen der Substrate in eine speziell hergestellte elektroneutrale Lösung von entgegengesetzt geladenen Gold-, Silber- oder Palladium-Nanopartikeln. Die Adsorption an der Oberfläche erfolgte infolge einer kooperativen Anziehung beider Ladungen. Kürzlich wurde das Verfahren modifiziert, wodurch die Oberflächen unter Verwendung eines elektrischen Wechselfeldes mit entgegengesetzt geladenen Nanopartikeln dicht beschichtet werden können. Dieser Ansatz benötigt aber eine speziell entwickelte Ausrüstung.The patent application US 2009/0098366 A1 "Methods of coating surfaces with nanoparticles and nanoparticle coated surfaces" relates to a method for surface coating with oppositely charged Nanoparticles. The coating was made by immersing the substrates in a specially prepared electroneutral solution of oppositely charged gold, silver or palladium nanoparticles. The adsorption on the surface was due to a cooperative attraction of both charges. Recently, the process has been modified allowing the surfaces to be densely coated using oppositely charged nanoparticles using an alternating electric field. However, this approach requires specially designed equipment.
Bisher unveröffentlichte
Belegrinou et al. (S. Belegrinou, J. Dorn, M. Kreiter, K. Kita-Tokarczyk, E.-K. Sinner, W. Meier, Biomimetic supported membranes from aphiphilic block copolymers, Soft Matter, 2009, 6, S. 179–1869) offenbart Verfahren zur Herstellung biomimetischer Polymer-Doppelschichten auf einem festen Träger, wobei die Polymer-Doppelschicht mittels einer Kombination der Langmuir-Blodgett-Technik und der Langmuir-Schaefer-Transfer-Technik hergestellt wird.Belegrinou et al. (S. Belegrinou, J. Dorn, M. Kreiter, K. Kita-Tokarczyk, E.- K. Sinner, W. Meier, Biomimetic supported membranes from aphiphilic block copolymer, Soft Matter, 2009, 6, pp. 179-1869 ) discloses methods for preparing biomimetic polymer bilayers on a solid support wherein the polymer bilayer is made by a combination of the Langmuir-Blodgett technique and the Langmuir-Schaefer transfer technique.
Ein Nachteil aller auf elektrostatischer Anziehung basierten Verfahren sind die Probleme mit der Herstellung einer dichten Nanopartikel-Monoschicht wegen der Abstoßung gleichnamig geladener Nanopartikel. Die oben beschriebenen Verfahren beschränken sich nur auf eine Art der Nanopartikel. Außerdem, wegen der elektrostatischen Anziehung entgegengesetzt geladener Nanopartikel oder Nanopartikel mit geladener Oberfläche, besitzt oft die hergestellte Monoschicht keine Ladung.A disadvantage of all methods based on electrostatic attraction are the problems with the production of a dense nanoparticle monolayer due to the repulsion of nanoparticles charged with the same name. The methods described above are limited to only one type of nanoparticles. In addition, due to the electrostatic attraction of oppositely charged nanoparticles or nanoparticles having a charged surface, often the monolayer produced has no charge.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Monoschicht von gleichnamig geladenen Nanopartikeln mit amphiphilem Charakter anzubieten.The object of the present invention is to provide a method for producing a monolayer of nanoparticles of the same name loaded with amphiphilic character.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer Monoschicht von Nanopartikeln, die mit hydrophilen, positiv geladenen Liganden aus der Gruppe umfassend die Verbindungen der Formel 1a, 1b oder 1c: worin Y R1R2R3A+B– bedeutet, A N oder P bedeutet, B ein anorganisches oder organisches Anion bedeutet,
worin R1, R2, R3 H, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Heteroaryl bedeuten, wobei R1, R2, R3 miteinander verbunden werden können,
X S oder Se bedeutet, n von 1 bis 20 beträgt, m von 0 bis 2 beträgt, p von 0 bis 2 beträgt, beschichtet sind,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Monoschicht aus Nanopartikeln durch vertikales, im Verhältnis zur Monoschicht, Eintauchen oder Austauchen eines Substrates auf dessen Oberfläche aufgebracht wird, und wobei zuvor eine Monoschicht von Nanopartikeln in Methanol/Dichlormethan auf die Oberfläche des Wassers aufgebracht und mittels Langmuir-Blodgett-Technik auf dieser Oberfläche dicht zusammengepresst wurde.A first subject of the present invention is therefore a process for the preparation of a monolayer of nanoparticles comprising hydrophilic, positively charged ligands selected from the group comprising the compounds of the formula 1a, 1b or 1c: wherein YR 1 R 2 R 3 A + B - is AN or P, B is an inorganic or organic anion,
in which R 1 , R 2 , R 3 are H, alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl, where R 1 , R 2 , R 3 can be linked together,
X is S or Se, n is from 1 to 20, m is from 0 to 2, p is from 0 to 2, coated,
the method being characterized in that the monolayer of nanoparticles is applied to the surface thereof by vertical, relative to the monolayer, immersion or emanation of a substrate, and wherein previously a monolayer of nanoparticles in methanol / dichloromethane is applied to the surface of the water and by means of Langmuir-Blodgett technique was tightly compressed on this surface.
Gemäß der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die hydrophilen Liganden ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend die Verbindungen der Formel 1a, 1b oder 1c: worin Y COO–, SO3 –, SO4 –, HPO3 –, PO3 2– oder Phenoxy-Anion bedeutet,
X S oder Se bedeutet, n von 1 bis 20 beträgt, m von 0 bis 2 beträgt, p von 0 bis 2 beträgt.According to the invention, the method is characterized in that the hydrophilic ligands are selected from the group comprising the compounds of the formula 1a, 1b or 1c: wherein Y is COO -, SO 3 -, SO 4 -, HPO 3 -, PO 3 2- or represents phenoxy anion,
X is S or Se, n is from 1 to 20, m is from 0 to 2, p is from 0 to 2.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäße Nanopartikel zusätzlich auch mit hydrophoben Liganden beschichtet, wobei diese ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend die Verbindungen der Formel 2a, 2b oder 2c: worin R Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkinyl, Aryl, Heteroaryl bedeutet,
X S oder Se bedeutet, n von 1 bis 20 beträgt, m von 0 bis 2 beträgt, p von 0 bis 2 beträgt.The nanoparticles according to the invention are preferably additionally coated with hydrophobic ligands, these being selected from the group comprising the compounds of the formula 2a, 2b or 2c: wherein R is alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl,
X is S or Se, n is from 1 to 20, m is from 0 to 2, p is from 0 to 2.
Am meisten bevorzugt, ist der hydrophile Ligand 11-Mercaptoundecyltrimethylammonium-Chlorid, TMA, oder ein Tetramethylammoniumsalz der 11-Mercaptoundecansäure, und der hydrophobe Ligand ist 1-Undecanthiol.Most preferably, the hydrophilic ligand is 11-mercaptoundecyltrimethylammonium chloride, TMA, or a tetramethylammonium salt of 11-mercaptoundecanoic acid, and the hydrophobic ligand is 1-undecanethiol.
Vorzugsweise stellen die hydrophilen Liganden von 1 bis 100%, mehr bevorzugt von 1 bis 20%, und am meisten bevorzugt von 10 bis 15% aller Liganden auf der Nanopartikel-Oberfläche dar.Preferably, the hydrophilic ligands are from 1 to 100%, more preferably from 1 to 20%, and most preferably from 10 to 15% of all ligands on the nanoparticle surface.
Die Nanopartikel können nur mit hydrophilem Ligand beschichtet werden.The nanoparticles can only be coated with hydrophilic ligand.
In einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele sind die Nanopartikel Metall-Nanopartikel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Ru, Ni, Cu, Zn und deren Legierungen.In one of the preferred embodiments, the nanoparticles are metal nanoparticles, preferably selected from the group comprising Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Ru, Ni, Cu, Zn and their alloys.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Nanopartikel Halbleiter-Nanopartikel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ge, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, InSb, PbS, InAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgTe, GaS, GaP, GaSb, GaN, AlN, AlP, AlAs, AlSb, AgS, YBa2Cu3O7 und deren Mischungen.In another preferred embodiment, the nanoparticles are semiconductor nanoparticles, preferably selected from the group consisting of Ge, CdS, CdSe, CdTe, InP, InAs, InSb, PbS, InAs, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgTe, GaS, GaP, GaSb, GaN, AlN, AlP, AlAs, AlSb, AgS, YBa 2 Cu 3 O 7 and mixtures thereof.
In einem noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Nanopartikel Zwei- oder Multikomponenten-Nanopartikel mit einem Kern-Schale-Aufbau (engl. core-shell), mit oberer Schicht vorzugsweise umfassend CdSe, ZnS, ZnSe.In yet another preferred embodiment, the nanoparticles are bicomponent or multicomponent nanoparticles having a core-shell construction, with an upper layer preferably comprising CdSe, ZnS, ZnSe.
Vorzugsweise sind die Nanopartikel CdTe/CdSe-, CdSe/ZnS- oder CdSe/ZnSe-Nanopartikel.The nanoparticles are preferably CdTe / CdSe, CdSe / ZnS or CdSe / ZnSe nanoparticles.
Vorzugsweise ist die Größe der Nanopartikel von 1 nm bis 100 nm.Preferably, the size of the nanoparticles is from 1 nm to 100 nm.
Die Erfindung umfasst auch eine Schicht von erfindungsgemäßen Nanopartikeln, und vorzugsweise eine Monoschicht dieser Nanopartikel sowie eine mit dieser Schicht beschichtete Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht in einem Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche hergestellt wurde.The invention also encompasses a layer of nanoparticles according to the invention, and preferably a monolayer of these nanoparticles and a surface coated with this layer, characterized in that the layer has been produced in a method according to any one of the preceding claims.
Nachstehend sind bevorzugte Varianten eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der oben erwähnten Nanopartikel dargestellt.The following are preferred variants of an exemplary process for preparing the above-mentioned nanoparticles.
Gemäß der Erfindung werden die geladenen Nanopartikel durch deren Beschichtung mit hydrophilen Liganden sowie eventuell mit hydrophoben Liganden hergestellt.According to the invention, the charged nanoparticles are produced by coating them with hydrophilic ligands and possibly with hydrophobic ligands.
In der Synthese wird eine Mischung von Liganden mit hydrophober oder hydrophiler Endgruppe im entsprechenden Verhältnis verwendet. In the synthesis, a mixture of ligands with hydrophobic or hydrophilic end groups in the appropriate ratio is used.
Der Gehalt am Ligand mit hydrophiler Gruppe auf der Nanopartikel-Oberfläche nach der Reaktion entspricht dem Gehalt an diesem Ligand in der Reaktionsmischung.The content of the hydrophilic group ligand on the nanoparticle surface after the reaction corresponds to the content of this ligand in the reaction mixture.
Synthetisierte Nanopartikel werden durch Auflösung in einer MeOH/iPrOH-Mischung und anschließend durch Fällung mit Hexan gereinigt.Synthesized nanoparticles are purified by dissolution in a MeOH / iPrOH mixture and then by precipitation with hexane.
Zur Auflösung wird EtOH oder iPrOH verwendet.For dissolution EtOH or iPrOH is used.
Zur Fällung werden Pentan, Heptan, Acetat, Cyclohexan oder Hexan-Fraktion verwendet.For precipitation pentane, heptane, acetate, cyclohexane or hexane fraction are used.
Das Auflösung-Fällung-Verfahren wird 3–10 mal wiederholt.The dissolution-precipitation method is repeated 3-10 times.
Alternativ werden Verunreinigungen unter Verwendung von Chloroform oder Methylenchlorid in einem Ultraschallreiniger entfernt.Alternatively, contaminants are removed using chloroform or methylene chloride in an ultrasonic cleaner.
Nachstehend sind bevorzugte Varianten eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Schicht von obenerwähnten Nanopartikeln vorgestellt.Below, preferred variants of an exemplary method for producing a layer of the above-mentioned nanoparticles are presented.
Eine aus Nanopartikeln mit bestimmter gleichnamiger Oberflächenladung bestehende Monoschicht wird an der Phasengrenze Wasser-Luft hergestellt.A monolayer consisting of nanoparticles with a certain surface charge of the same name is produced at the phase boundary between water and air.
Die Nanopartikel mit einem Gehalt am polaren Ligand im Bereich 0–100% bilden Schichten an der Phasengrenze Wasser-Luft mit positiver oder negativer Ladung.The nanoparticles containing the polar ligand in the range 0-100% form layers at the phase boundary water-air with positive or negative charge.
Die in MeOH/DCM aufgelösten Nanopartikel werden auf die Wasseroberfläche mit einer Spritze aufgetragen.The nanoparticles dissolved in MeOH / DCM are applied to the water surface with a syringe.
Der Methanolgehalt im Lösungsmittelgemisch beträgt 0–80% vol. im Verhältnis zu Methylenchlorid.The methanol content in the solvent mixture is 0-80% vol. in relation to methylene chloride.
Die Konzentration der zum Auftragen verwendeten Nanopartikel beträgt 0,1–30 μM.The concentration of nanoparticles used for application is 0.1-30 μM.
Eine dichte Monoschicht wird dadurch hergestellt, dass die Monoschicht mit Hilfe von Langmuir-Blodgett-Technik zusammengepresst ist.A dense monolayer is made by compressing the monolayer using Langmuir-Blodgett technique.
Die Geschwindigkeit von Zusammenpressen beträgt 2–100 cm2/min.The speed of compression is 2-100 cm 2 / min.
Die Übertragung der hergestellten Schicht erfolgt durch vertikales, im Verhältnis zur Monoschicht, Eintauchen oder Austauchen von Substraten.The transfer of the produced layer is carried out by vertical, in relation to the monolayer, immersion or dewatering of substrates.
Vorzugsweise, zwecks besseren Übertragung der Schicht auf die Oberfläche, werden die Substrate vor dem Auftragen der Nanopartikel-Lösung in die wässrige Subphase eingetaucht und anschließend bei maximal zusammengepresster Monoschicht unter einem Winkel 0–45° aufgetaucht.Preferably, for better transfer of the layer to the surface, the substrates are immersed in the aqueous subphase prior to application of the nanoparticle solution and then emerged at maximum compressed monolayer at an angle 0-45 °.
Vorzugsweise ist die zu beschichtende Oberfläche eine Oberfläche ausgewählt aus Glas, ITO, Silizium, Galliumarsenid oder anderen Halbleitern.Preferably, the surface to be coated is a surface selected from glass, ITO, silicon, gallium arsenide or other semiconductors.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf beigelegte Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the preferred embodiments with reference to accompanying drawings. Show it:
Material und AusrüstungMaterial and equipment
Reagenzien wurden bei Sigma-Aldrich, analysenreine Lösungsmittel bei Chempur erworben. In allen Versuchen wurde Millipore-Wasser 15 MΩ verwendet. Die Glassplatten wurden bei Roth, Siliziumwaffel bei Cemat Silicon SA erworben. Die Oberflächen wurden auf die geplanten Abmessungen manuell vor Ort geschnitten. Die Messungen von Isothermen und das Auftragen wurden auf einer Langmuir'schen Waage (50 mm × 750 mm × 10) der Firma Nima durchgeführt. Die Messungen des Oberflächenpotentials wurden mit einem Zetasizer der Firma Malvern durchgeführt. Die Aufnahmen der mit Nanopartikeln beschichteten Siliziumoberflächen wurden mit einem Zeiss Rasterelektronenmikroskop (REM) im Institut für Physik der Polnischen Akademie der Wissenschaften aufgenommen.Reagents were purchased from Sigma-Aldrich, reagent grade solvents from Chempur. Millipore water 15 MΩ was used in all experiments. The glass plates were purchased from Roth, silicon waffle from Cemat Silicon SA. The surfaces were cut manually to the planned dimensions on site. The measurements of isotherms and the application were carried out on a Langmuir scale (50 mm × 750 mm × 10) from Nima. The measurements of the surface potential were carried out with a Zetasizer from Malvern. The images of the nanoparticle-coated silicon surfaces were taken with a Zeiss Scanning Electron Microscope (SEM) at the Institute of Physics of the Polish Academy of Sciences.
Experimenteller TeilExperimental part
Silizium und Glas wurden mit einer Piranha-Lösung (eine Mischung von konzentrierter Schwefelsäure und 30%-igen Wasserstoffperoxid im Volumenverhältnis 3:1) gewaschen und anschließend mit destilliertem Wasser und Methanol gespült.Silicon and glass were washed with a piranha solution (a mixture of concentrated sulfuric acid and 30% hydrogen peroxide in a volume ratio of 3: 1) and then rinsed with distilled water and methanol.
Gold- und Siber-Nanopartikel mit einem Metallkerndurchmesser von ca. 5–8 nm wurden gemäß einem Literaturverfahren [Jana N. R., Peng G. X., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 14280–14281] hergestellt. Die hergestellten Nanopartikel sind mit Aminoliganden beschichtet und mit einem Tensid stabilisiert.Gold and Siber nanoparticles having a metal core diameter of about 5-8 nm were prepared according to a literature method [Jana N.R., Peng G.X., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 14280-14281]. The nanoparticles produced are coated with amino ligands and stabilized with a surfactant.
Zur Herstellung positiv geladener Gold- und Siber-Nanopartikel wurde 11-Mercaptoundecyltrimethylammonium-Chlorid (TMA) (hydrophiler Ligand) und handelsübliches 1-Undecanthiol (hydrophober Ligand) verwendet.To prepare positively charged gold and Siber nanoparticles, 11-mercaptoundecyltrimethylammonium chloride (TMA) (hydrophilic ligand) and commercial 1-undecanethiol (hydrophobic ligand) were used.
TMA wurde in drei Stufen aus 11-Brom-1-Undecen synthetisiert.TMA was synthesized in three steps from 11-bromo-1-undecene.
Allgemeine Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung positiv geladener Nanopartikel: zur Lösung der Nanopartikel (0,04 mmol umgerechnet auf Gold) wurde Methanol (20 ml) zugegeben. Nach Fällung der Nanopartikel wurde die Lösung dekantiert. Die hergestellten Nanopartikel wurden in 5 ml Chloroform gelöst. Die Lösung der Nanopartikel wurde in eine mischende Thiolliganden-Lösung (0,04 mmol) mit vorgegebenem Verhältnis in Chloroform (5 ml) eingespritzt. Nach 5 Minuten wurde die Mischung unterbrochen und die Lösung für die Nacht hinterlassen. Anschließend wurden die Nanopartikel abzentrifugiert und durch Auflösung-Fällung (a) oder Waschen mit Methylenchlorid (b) gereinigt:
- a) der Niederschlag der Nanopartikel wurde in Methanol (2 ml) gelöst, anschließend wurde 2 ml Isopropanol zugegeben und mit n-Hexan (40–50 ml) ausgefällt. Der ausgefällte Niederschlag wurde zentrifugiert (4000–6000 rpm) und der Auflösung-Fällung-Zyklus wurde 5–7 mal wiederholt;
- b) der Niederschlag der Nanopartikel wurde mit Methylenchlorid (30 ml) mit einem Ultraschallreiniger gewaschen, und anschließend zentrifugiert (4000–6000 rpm). Der Zyklus wurde 5–7 mal wiederholt.
- a) The precipitate of the nanoparticles was dissolved in methanol (2 ml), then 2 ml of isopropanol were added and precipitated with n-hexane (40-50 ml). The precipitate precipitated was centrifuged (4000-6000 rpm) and the dissolution-precipitation cycle was repeated 5-7 times;
- b) The precipitate of the nanoparticles was washed with methylene chloride (30 ml) with an ultrasonic cleaner, and then centrifuged (4000-6000 rpm). The cycle was repeated 5-7 times.
Gereinigte Nanopartikel wurden in Methanol gelöst, wobei 0,02 M (umgerechnet auf Gold) Lösungen hergestellt wurden.Purified nanoparticles were dissolved in methanol to produce 0.02 M (converted to gold) solutions.
Zur Herstellung negativ geladener Gold- und Silber-Nanopartikel wurden handelsübliche 1-Undecanthiol (hydrophober Ligand) und 11-Mercaptoundecansäure (hydrophiler Ligand) eingesetzt.Commercially available 1-undecanethiol (hydrophobic ligand) and 11-mercaptoundecanoic acid (hydrophilic ligand) were used to prepare negatively charged gold and silver nanoparticles.
Allgemeine Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung negativ geladener Nanopartikel: die Nanopartikel wurden gemäß dem Verfahren für positiv geladener Nanopartikel synthetisiert und gereinigt. Der gereinigte Niederschlag der mit Säureliganden (0,04 mmol umgerechnet auf Gold) funktionalisierten Nanopartikel wurde in 2 ml Methanol, zu dem 25%-ige Methanollösung von Tetramethylammoniumhydroxid (0,30 mmol) zugegeben wurde, gelöst, und anschließend mit n-Hexan (50 ml) ausgefällt. Zur Beseitigung des Baseüberschusses wurden die Nanopartikel mit Methylenchlorid mit Hilfe von Ultraschall nach dem oben genannten Verfahren gewaschen. General description of the method for producing negatively charged nanoparticles: the nanoparticles were synthesized and purified according to the method for positively charged nanoparticles. The purified precipitate of the nanoparticles functionalized with acid ligands (0.04 mmol to gold) was dissolved in 2 ml of methanol to which 25% methanol solution of tetramethylammonium hydroxide (0.30 mmol) was added followed by n-hexane ( 50 ml) precipitated. To remove the base excess, the nanoparticles were washed with methylene chloride with the aid of ultrasound by the abovementioned method.
Die Abwesenheit von freien Liganden und anderen Verunreinigungen in den synthetisierten Nanopartikeln wurde mit 1H NMR-Spektren in CD3OD nachgewiesen. Zur Bestimmung des Liganden-Verhältnisses an der Nanopartikel-Oberfläche wurden die synthetisierten Nanopartikel mit einer geringen Menge von Jod in CDCl3 betrachtet, und anschließend wurden die 1H NMR-Spektren aufgenommen.The absence of free ligands and other impurities in the synthesized nanoparticles was detected by 1 H NMR spectra in CD 3 OD. To determine the ligand ratio at the nanoparticle surface, the synthesized nanoparticles were observed with a small amount of iodine in CDCl 3 , and then the 1 H NMR spectra were recorded.
Kurzbeschreibung der Langmuir-Blodgett-Technik und des ξ-Potentials: Definitionen und Verfahren zur Berechnung wichtiger ParameterBrief description of the Langmuir-Blodgett technique and the ξ-potential: Definitions and methods for the calculation of important parameters
Langmuir'sche Waage ist ein flacher, mit reinem Wasser (Trägerphase) bis zum Rand gefüllter Trog. Auf der Wasseroberfläche befinden sich zwei Platten aus Teflon oder einem anderen Kunststoff, die zum Zusammenpressen der durch die an der Oberfläche adsorbierten Molekülen gebildeten Membrane verwendet werden.Langmuir's Libra is a shallow trough filled to the brim with pure water (carrier phase). On the surface of the water are two sheets of Teflon or other plastic used to compress the membranes formed by the molecules adsorbed on the surface.
Auf die Wasseroberfläche zwischen beide Platten wird ein Tropfen einer Tensidlösung in einem flüchtigen Lösungsmittel mit entsprechender Pipette oder Mikrospritze aufgetragen, und nach Verdampfen des Lösungsmittels wird eine monomolekulare Schicht gebildet.A drop of a surfactant solution in a volatile solvent is applied to the water surface between both plates with a suitable pipette or microsyringe and, after evaporation of the solvent, a monomolecular layer is formed.
Die Monoschichten können auf die Oberfläche von Festkörpern auftragen werden. Dazu wird eine Festkörperplatte in eine Flüssigkeit eingetaucht, auf deren Oberfläche sich eine Monoschicht amphiphiler Partikel befindet. Durch Schieben der die Oberfläche begrenzenden Balken auf der Oberfläche wird eine strickt gepackte Schicht gebildet. Die stark mit der Oberfläche wechselwirkenden Moleküle der Monoschicht werden auf die Oberfläche des Festkörpers während Austauchens oder Eintauchens übertragen.The monolayers can be applied to the surface of solids. For this purpose, a solid plate is immersed in a liquid, on the surface of which is a monolayer of amphiphilic particles. By pushing the surface limiting beams on the surface, a tightly packed layer is formed. The highly surface-interacting molecules of the monolayer are transferred to the surface of the solid during dipping or dipping.
Der wichtigste Richtwert für die Eigenschaften der amphiphilen Werkstoffe ist die π-A-Kompressionsisotherme, die durch die Messung der Oberflächenspannung einer die Subphase bedeckenden Monoschicht, als Funktion der Oberfläche des für die Partikel eines Werkstoffes zugänglichen Bereiches, bestimmt werden kann.The most important guideline for the properties of the amphiphilic materials is the π-A compression isotherm, which can be determined by measuring the surface tension of a subphase-covering monolayer, as a function of the surface area of the material accessible to a material.
Der Trog ist mit einer Platin-Wilhelmy-Platte ausgerüstet, die Änderungen der Oberflächenspannung aufzunehmen ermöglicht sowie mit einer elektronischer Waage verbunden und mit einem Rechner gekoppelt ist.The trough is equipped with a platinum-Wilhelmy plate, which allows to record changes in the surface tension, as well as connected to an electronic balance and coupled to a computer.
Das Zeta-Potential (ξ-Potential) ist das elektrische Potential, das an der Phasengrenze (Adsorptions- und Diffusionsphase) eines Partikels besteht, das sich in einem kleinem Abstand von der Oberfläche befindet. Wenn das Zeta-Potential bekannt ist, kann die effektive (Netto) Ladung an der Oberfläche eines Nanopartikels berechnet werden:
Die theoretische Ladung auf der Nanopartikel-Oberfläche:
Bevorzugte Ausführungsbeispiele Preferred embodiments
Beispiel 1 – Isotherme einer Monoschicht von Gold-Nanopartikeln mit positiver LadungExample 1 - Isotherm of a monolayer of gold nanoparticles with positive charge
Im Versuch wurden Gold-Nanopartikel mit einem TMA-Ligandgehalt von ca. 13% eingesetzt. Die Nanopartikel wurden auf eine Langmuir'sche Waage (344 cm2) in der Menge von ca. 0,8 μmol (umgerechnet auf Gold) in einer Lösung CH2Cl2-CH3OH (5:1 v/v) mit einer Spritze aufgetragen. Nachdem die Nanopartikel aufgetragen wurden, wartete man 5 Minuten ab, und anschließend wurde die Monolage bei einer Geschwindigkeit von 10 cm2/min zusammengepresst (
Beispiel 2 – Isotherme einer Monoschicht von Silber-Nanopartikeln mit negativer LadungExample 2 Isotherm of a Monolayer of Negative Charge Silver Nanoparticles
Im Versuch wurden Silber-Nanopartikel mit einem MUA-Ligandgehalt von ca. 13% eingesetzt (der Ligand wurde vorher deprotoniert). Die Nanopartikel wurden auf eine Langmuir'sche Waage (344 cm2) in der Menge von ca. 1,4 μmol (umgerechnet auf Silber) in einer Lösung CH2Cl2-CH3OH (1:1 v/v) mit einer Spritze aufgetragen. Nachdem die Nanopartikel aufgetragen wurden, wartete man 5 Minuten ab, und anschließend wurde die Monoschicht bei einer Geschwindigkeit von 10 cm2/min zusammengepresst (
Beispiel 3 – Beschichtung von GlasExample 3 - Coating of glass
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Glasoberfläche mit einer Monoschicht von Nanopartikeln durch vertikales Austauchen aus der Lösung, bei einer konstanten, automatisch einstellbaren Oberflächenspannung, beschichtet. Bevor der Versuch begonnen hatte, wurden die Platten in wässriger Phase mit einem Halter senkrecht zur Wasseroberfläche angebracht. Die Monoschicht von Nanopartikeln wurde mit einem automatischen, sich nach oben mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bewegenden Dipper, übertragen, bei einer Oberflächenspannung von: a) 40 mN/m, positiv geladene Gold-Nanopartikel mit einem TMA-Ligandgehalt von ca. 13% (
Beispiel 4 – Beschichtung von Silizium mit positiv geladener Monoschicht von Gold-NanopartikelnExample 4 - Coating of Silicon with Positively Charged Monolayer of Gold Nanoparticles
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Siliziumoberfläche gemäß Beispiel 3 beschichtet. Die Monoschicht von Nanopartikeln wurde mit einem automatischen Dipper mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bei einer Oberflächenspannung von 40 mN/m übertragen.
Beispiel 5 – Beschichtung von Silizium mit negativ geladener Monoschicht von Silber-NanopartikelnExample 5 Coating of Silicon with Negatively Charged Monolayer of Silver Nanoparticles
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine zusammengepresste Monoschicht von Silber-Nanopartikeln mit einer Oberflächenspannung von 40 mN/m aufgetragen, indem eine vorher eingetauchte Siliziumplatte unter einem Winkel von ca. 45° ausgetaucht wurde.
Beispiel 6 – Beschichtung von Silizium mit positiv geladener Monoschicht von Gold-Nanopartikeln mit hoher PolydispersitätExample 6 - Coating of Silicon with Positively Charged Monolayer of Gold Nanoparticles with High Polydispersity
Die Nanopartikel wurden gemäß einem Literaturverfahren [Shen C., Hui C., Yang T., Xiao C., Tian J., Bao L., Chen S., Ding H., Gao H., Chem. Mater., 2008, 20, 6939–6944] hergestellt.The nanoparticles were prepared according to a literature method [Shen C., Hui C., Yang T., Xiao C., Tian J., Bao L., Chen S., Ding H., Gao H., Chem. Mater., 2008, 20, 6939-6944].
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Siliziumoberfläche gemäß Beispiel 3 beschichtet. Die Monoschicht von Nanopartikeln mit einem TMA-Ligandgehalt von ca. 13% wurde vertikal mit einem automatischen Dipper mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bei einer Oberflächenspannung von 40 mN/m übertragen.
Beispiel 7 – Übertragung einer Monoschicht mit positiver Ladung auf eine hochhydrophile Glasoberfläche Example 7 - Transfer of a positive charge monolayer onto a highly hydrophilic glass surface
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden Gläser mit hydrophiler Oberfläche mit einer Monoschicht von Gold-Nanopartikeln mit einem TMA-Ligandgehalt von ca. 13% durch vertikales Austauchen aus der Lösung, bei einer konstanten, automatisch einstellbaren Oberflächenspannung, beschichtet. Zunächst war die Glasplatte in einer Kaliumhydroxid-Isopropanol-Lösung gehalten, dann mit destiliertem Wasser und Methanol gewaschen. Eine so vorbereitete Glasplatte wurde in die wässrige Phase mit einem Halter angebracht. Die Monoschicht von Nanopartikeln wurde mit einem automatischen Dipper mit der Bewegung nach oben mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bei einer Oberflächenspannung von 40 mN/m, übertragen. Nach dem Auftragen der Nanopartikel zeigte die Plattenoberfläche eine signifikante Abnahme der Hydrophilität – der Kontaktwinkel nahm von 17 bis 83 Grad zu (
Beispiel 8 – Übertragung einer Monoschicht mit positiver Ladung auf eine hochhydrophobe GlasoberflächeExample 8 - Transfer of a positive charge monolayer to a highly hydrophobic glass surface
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden Gläser mit hydrophober Oberfläche mit einer Monoschicht von Gold-Nanopartikeln mit einem TMA-Ligandgehalt von ca. 13% durch vertikales Eintauchen in die wässrige Phase, bei einer konstanten, automatisch einstellbaren Oberflächenspannung, beschichtet. Die hydrophobe Glasoberfläche wurde in der Reaktion mit dem 1-Dodecyltrichlorsilan hergestellt. Eine so vorbereitete Glasplatte wurde in die wässrige Phase mit einem Halter angebracht. Die Monoschicht von Nanopartikeln wurde mit einem automatischen Dipper mit der Bewegung nach unten mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bei einer Oberflächenspannung von 40 mN/m, übertragen. Nach dem Auftragen der Nanopartikel zeigte die Plattenoberfläche eine Abnahme der Hydrophobität – der Kontaktwinkel nahm von 100 auf 61 Grad ab (
Beispiel 9 – Ladungen nach der Herstellung einer MonoschichtExample 9 - Charges After Monolayer Preparation
Die Silber-Nanopartikel mit einem Gehalt von negativ geladenem Ligand (deprotonierte 11-Mercaptoundecansäure) von ca. 15% in Methanol zeigen ein Zeta-Potential von –17,4 mV. Eine aus den Silber-Nanopartikeln gebildete Monoschicht wurde auf ein Teflonsubstrat übertragen und anschließend in Methanol gespült, indem die Nanopartikel aus dem Film in die Lösung überführt wurden. Die hergestellte Lösung hatte ein Zeta-Potential von –17,2 mV.The silver nanoparticles containing negatively charged ligand (deprotonated 11-mercaptoundecanoic acid) of about 15% in methanol show a zeta potential of -17.4 mV. A monolayer formed from the silver nanoparticles was transferred to a Teflon substrate and then rinsed in methanol by transferring the nanoparticles from the film to the solution. The prepared solution had a zeta potential of -17.2 mV.
Die Gold-Nanopartikel mit einem Gehalt von positiv geladenem Ligand (TMA) von ca. 13% in Methanol zeigen ein Zeta-Potential von +34,6 mV. Eine aus den Gold-Nanopartikeln gebildete Monoschicht wurde auf ein Teflonsubstrat übertragen und anschließend in Methanol gespült, indem die Nanopartikel aus dem Film in die Lösung überführt wurden. Die hergestellte Lösung hatte ein Zeta-Potential von +34,4 mV.The gold nanoparticles with a content of positively charged ligand (TMA) of about 13% in methanol show a zeta potential of +34.6 mV. A monolayer formed from the gold nanoparticles was transferred to a Teflon substrate and then rinsed in methanol by transferring the nanoparticles from the film to the solution. The prepared solution had a zeta potential of +34.4 mV.
Die erhaltenen Ergebnisse deuten auf die Ladungserhaltung nach der Bildung der Monoschicht und deren Übertragung auf ein Festsubstrat hin.The results obtained indicate the charge retention after the formation of the monolayer and its transfer to a solid substrate.
Beispiel 10 – Berechnung der elektrischen Ladung einer MonoschichtExample 10 - Calculation of the electric charge of a monolayer
Die effektive Ladung auf der Oberfläche eines Silber-Nanopartikels mit einem Durchmesser von 5 nm beträgt ca. –2,4 × 10–19 C, was 1,5 Elementarladungen entspricht. Die theoretische, aufgrund der Anzahl von Liganden berechnete Ladung beträgt –88 × 10–19 C (55 Elementarladungen). Die effektive Ladung einer Monoschicht beträgt ca. –3,6 × 10–3 C/m2.The effective charge on the surface of a silver nanoparticle with a diameter of 5 nm is approximately -2.4 × 10 -19 C, which corresponds to 1.5 elementary charges. The theoretical charge calculated from the number of ligands is -88 × 10 -19 C (55 element charges). The effective charge of a monolayer is about -3.6 × 10 -3 C / m 2 .
Die effektive Ladung auf der Oberfläche eines Gold-Nanopartikels mit einem Durchmesser von 8 nm beträgt ca. 6,8 × 10–19 C, was 4,3 Elementarladungen entspricht. Die theoretische, aufgrund der Anzahl von Liganden berechnete Ladung beträgt 196 × 10–19 C (122 Elementarladungen). Die effektive Ladung einer Monoschicht beträgt ca. +5,0 × 10–3 C/m2.The effective charge on the surface of a 8 nm diameter Au nanoparticle is approximately 6.8 × 10 -19 C, which corresponds to 4.3 elemental charges. The theoretical charge calculated from the number of ligands is 196 × 10 -19 C (122 element charges). The effective charge of a monolayer is about +5.0 × 10 -3 C / m 2 .
Eine niedrige – auf der Basis von Zeta-Potential berechnete – effektive, in Methanol/Wasser-Mischung gemessene Ladung im Verhältnis zur Gesamtzahl der geladenen Liganden ist durch folgende Einflussfaktoren verursacht: (i) niedriger Dissoziationsgrad von Nanopartikel-Liganden in Methanol; sowie (ii) Vorhandensein einer Stern-Schicht, die die dissoziierten Ladungen an der Nanopartikel-Oberfläche abschirmt.A low - calculated on the basis of zeta potential - effective, measured in methanol / water mixture charge in relation to the total number of charged ligands is caused by the following factors: (i) low degree of dissociation of nanoparticle ligands in methanol; and (ii) the presence of a star layer which screens off the dissociated charges on the nanoparticle surface.
Das Projekt ist aus Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (European Regional Development Fund ERDF) im Rahmen:
des Operationsprogramms Innovative Wirtschaft 2007–2013 POIG.01.01.02-00-008/08 (Innovative Economy Operational Programme OP IE 2007–2013) mitfinanziert.
Projekttitel: Quanten-Halbleiter-Nanostrukturen für Anwendungen in der Biologie und Medizin – Entwicklung und Kommerzialisierung neuer Generation der Geräte für molekulare Diagnostik auf der Basis von neuen polnischen Halbleitergeräten.The project is part of the European Regional Development Fund (ERDF) under:
Co-financed by the Innovative Economy Operational Program OP IE 2007-2013 OPIG.01.01.02-00-008 / 08.
Project title: Quantum Semiconductor Nanostructures for Applications in Biology and Medicine - Development and Commercialization of New Generation of Devices for Molecular Diagnostics Based on New Polish Semiconductor Devices.
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BELEGRINOU, S. [et al.]: Biomimetic supported membranes from amphiphilic block copolymers. In: Soft Matter, 2009, Nr. 6, S. 179-186. – ISSN 1744-6848 * |
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