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Kennzeichnung und Analyse von Nanomaterials Unter Verwendung des NanoLog-Spektralfluorometers durch Horiba Wissenschaftlich

Themen Umfaßt

Hintergrund
Einzel-Ummauerter Kohlenstoff Nanotubes (SWCNTs) und Quantums-Punkte - Eigenschaften, Fluoreszenz und Anwendungen
Einzel-Ummauerten Kohlenstoff Nanotubes (SWCNTs) im NatriumDodecylSulfat Sonorisieren - eine Beschreibung des Experimentellen Prozesses
Software-Tools Verwendet, um die Daten von der Erregung/vom Emission Grundmasse-Scan Zu Analysieren
Wie das Nanosizer-Software-Programm Arbeitet
Die Ergebnisse, die von diesem Experiment Auftauchten
Schlussfolgerungen und Liste von den Hilfsmitteln Verwendet in diesem Experiment

Hintergrund

Einzel-Ummauerte Kohlenstoff nanotubes (SWCNs) und Quantumspunkte haben viel Aufmerksamkeit vor kurzem erhalten. Diese Nanomaterials fluoreszieren in den sichtbaren und IR-Regionen; diese Fluoreszenz kann verwendet werden, um ihre Eigenschaften und Zelle zu kennzeichnen. Das NanoLog™, ein modulares Spektralfluorometer von Horiba Wissenschaftlichem speziell bestimmt für die Untersuchung von Nanomaterials, wird gezeigt, um in der Lage zu sein schnell (Sekunden zum Protokoll) montieren und analysieren die Instrument-korrigierten Fluoreszenzspektren von Nanomaterials für Kennzeichnung. Sind SWCNs im wässrigen Natriumdodecylsulfat und Quantumspunkte unter Verwendung des NanoLog™, das Detektoren InGaAs fast-IR, CCD-Reihen oder Ir-empfindliche Fotovervielfachergefäße enthält, und der Software für Spektralanalyse studiert worden.

Einzel-Ummauerter Kohlenstoff Nanotubes (SWCNTs) und Quantums-Punkte - Eigenschaften, Fluoreszenz und Anwendungen

Einzel-Ummauerte Kohlenstoff nanotubes (SWCNs) und Quantumspunkte sowie in Verbindung gestandene Nanomaterials, sind unter intensivem Studium wegen ihrer neuen Eigenschaften und Potenzialgebrauches auf den Gebieten der Materialwissenschaft, der Biotechnologie und der Medizin. Fluoreszenz von SWCNTs und von Quantumspunkten schwankt entsprechend ihrer Größe und Form. Solche Fluoreszenz im IR kann verwendet werden, um die Eigenschaften und die Zelle dieser Nanomaterials zu kennzeichnen. Schnelle Spektraldatenerfassung und Analyse von Nanomaterials ist auf den Gebieten von Chemie, von Biologie und von Materialwissenschaft nützlich; deshalb hat Wissenschaftliches Horiba ein Spektralfluorometer, das NanoLog™ konstruiert (siehe Abbildung 1), speziell für solchen Gebrauch.

Abbildung 1. NanoLog™-Spektralfluorometer von Horiba Wissenschaftlich, speziell konstruiert, Fluoreszenz von den Nanomaterials zu entdecken.

Einzel-Ummauerten Kohlenstoff Nanotubes (SWCNTs) im NatriumDodecylSulfat Sonorisieren - eine Beschreibung des Experimentellen Prozesses

Eine uncharacterized Mischung von SWCNs wurde für 30 sonorisiert, die Protokoll in einer Natriumdodecylsulfatlösung herein bei Zimmertemperatur2 TUT. Die Probe wurde in eine Gießwanne (Pfadlänge = 5 mm) in einem NanoLog™-Spektralfluorometer gelegt, das senkrecht mit Emissionsbefund zur Erregung montiert wurde. Erregung der Probe wurde mit einer Lampe 450 W Xe CW durchgeführt, die in einen doppel-kratzenden Erregungsmonochromator glänzt (Spex® 180DF, 1200 grooves/mm markiert bei 330 nm). Die Bandpass Erregung wurde bis 14,7 nm eingestellt, und die Erregung wurde von 550 nm bis 800 nm in 5 nm-Schritten gescannt. Das Emissionsspektrometer war ein einzel-kratzendes TRIAX 320 (150 grooves/mm markiert bei 1200 nm). Bandpass wurde bis 12,5 nm eingestellt. Das Emissionsspektrum wurde unter Verwendung einer Flüssigkeit-Stickstoff-abgekühlten Reihe Symphonie® CCDS InGaAs erfasst (512 × 1 Pixel; siehe Abbildung 2) von 836,044 nm bis 1359,93 nm, mit Integration 20s pro Scan, und 50 aufgezeichnete Scans. Eine Silikonfotodiode wurde als Bezugsdetektor verwendet.

Abbildung 2. Symphonie® CCD-Reihe befestigte zum Spektrometer TRIAX 320 auf dem NanoLog™.

Software-Tools Verwendet, um die Daten von der Erregung/vom Emission Grundmasse-Scan Zu Analysieren

Nach einer Erregung/einem Emission Grundmassescan wird, die Daten kann mit Wissenschaftlicher Nanosizer™ Software Horiba (schwebend) analysiert werden, um Spektralspitzen bestimmten SWCN-Zellen zuzuweisen aufgezeichnet. Ein Beispielbildschirmkies der Nanosizer™-Software wird in Abbildung 3. dargestellt. Ein Überblick über den Nanosizer™-Algorithmus wird in der untengenannten Abbildung 3. des Paragraphen sofort gegeben.

Abbildung 3. Bildschirmkies von Nanosizer™-Software verwendet, um Spektralspitzen SWCN-Zellen zuzuweisen.

Wie das Nanosizer-Software-Programm Arbeitet

Die Software wählt eine Region von Zinsen innerhalb des Grundmassescans aus und berechnet erstes- und Zweitderivate aller Erregungs- und Emissionskanäle. Sie findet dann Spitzen in jenen ableitenden Oberflächen und erzeugt einen Tisch von hypothetischen Werten für Spektralbänder, einschließlich Amplitude der Spitze, Mitte von Erregungs- und Emissionsbändern und von ihren begleitenden Standardabweichungen. Diese hypothetischen Koordinaten werden gegen eine bekannte Spektralbibliothek geprüft; positive Abgleichungen werden verwendet, um einen verbesserten hypothetischen Tisch zu erzeugen, während negative Abgleichungen unverändert innerhalb des verbesserten hypothetischen Tisches verwendet werden. Ein Doppelwindung Baumuster wird verwendet, um jedes Spektralbauteil, über lineshape Funktionen der Erregungsspitze, der Standardabweichung und der Amplitude, mit der Emissionsspitze zu definieren, Standardabweichung, Amplitude. Das Baumuster und die Daten werden verwendet, um einen Güte-vonsitz Parameter zu berechnen (verringertes X2 oder Summe quadrierte Restfehler). Wenn die Rest-fehler Summe annehmbar ist, werden die Parameter für eine abschließende Aufgabe verwendet. Wenn die Rest-fehler Summe unannehmbar ist, dann Spitzen werden für WiederParameterization hinzugefügt werden oder gelöscht möglicherweise.

Die Ergebnisse, die von diesem Experiment Auftauchten

Korrigierte Spektren (Signal/Bezug) der SWCN-Mischung werden als Erregungemission Grundmasse in Abbildung 4. dargestellt. Um die Operation der Nanosizer™-Spitzekennzeichnung Software zu zeigen, wurde eine Simulation von korrigierten (Signal/Bezug) Daten basierte auf bekannten Aufgaben und analysierte erstellt. In Abbildungen 5 und 6, Plan (Abbildung 5) zeigt die Aufgabe von Spektralspitzen zu verschiedenen SWCN-Zellen mit (Abbildung 6) ein Tisch von Ergebnissen. In der Tabelle von Ergebnissen worden Umfaßt das zugewiesene Radialatmungsmodus ωRBM jeder Spezies, das verwendet werden kann, um das Instrument zu kalibrieren, oder vergleichen mit einem unabhängigen Raman-Maß.

Abbildung 4. Korrigierte die Spektren (Signal/Bezug) grafisch dargestellt als Funktion der Erregungs- und Emissionswellenlänge von SWCNs.

Abbildung 5. Aufgabe von Spektralspitzen durch die Nanosizer™-Software. Chirality wird wie gegeben (N, m).

Abbildung 6. Tisch erzeugt durch die Nanosizer™-Software, basiert auf dem Analysieren der Erregungemission Grundmasse. Spalten sind von links nach rechts: SWCN ragen Zahl, Höchstintensität, Erregung λ (nm), Höchstemission λ (nm), chirality empor (N, m), Radialatmungsmodus ωRBM (cm–1) und nanotube Durchmesser dt (nm).

Schlussfolgerungen und Liste von den Hilfsmitteln Verwendet in diesem Experiment

Das NanoLog™ verwendet hochmodernen Mehrkanal-Wellenlängebefund fast-IR für schnelle und robuste Datenerfassung von photoluminescence Erregungemission Grundmassen. Diese Grundmassen spielen eine zentrale Rolle in der Analyse des Durchmessers und des chirality der semiconductive Spezies von SWCN-Mischungen. Das Nanosizer™-Anwendungspaket enthält eine neue „Doppelwindung integrale“ Methode (Patent-schwebend) für schnelle und genaue analytische Simulation von photoluminescence Erregungemission Grundmassen. Der Nanosizer™-Algorithmus wird durch seine Kapazität, die Anzahl von vorbildlichen Parametern durch bis drei Größenordnungen zu verringern verglichen mit herkömmlichen zweidimensionalen (Intensität gegen Wellenlänge) Multispitze Simulatoren bedeutet. Das Nanosizer™ erzeugt die komplette Erregungemission Grundmasse und erbringt analytische Lösungen für das chirality, Durchmesser und (N, m) Werte für alles entdeckte SWCNs in einer gegebenen Probe.

Anmerkung: Ein ganzer Satz Bezüge kann gefunden werden, indem man die Originalurkunde anspricht.

Quelle: „Erhöhte Kennzeichnung und Analyse von Nanomaterials Unter Verwendung des Nanolog“, Anwendungs-Anmerkung durch Wissenschaftliches Horiba.

Zu mehr Information über diese Quelle Wissenschaftliches bitte besuchen Sie Horiba.

Date Added: Aug 17, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 04:03

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