Caractérisation et Analyse des Nanomaterials Utilisant le Spectrofluoromètre de NanoLog par Horiba Scientifique

Sujets Couverts

Mouvement Propre
Nanotubes de Carbone et (SWCNTs) Points Unique-Murés de Quantum - Propriétés, Fluorescence et Applications
Soniquant les Nanotubes Unique-Murés de Carbone (SWCNTs) en Sulfate Dodécylique de Sodium - une Description du Procédé Expérimental
Outils Logiciels Utilisés Pour Analyser les Données de l'Excitation/de Modification-Échographie d'Émission
Comment le Logiciel De Nanosizer Fonctionne
Les Résultats qui Ont Apparu de cette Expérience
Conclusions et Liste d'Outils Utilisés dans cette Expérience

Mouvement Propre

les nanotubes de carbone et (SWCNs) les points Unique-Murés de tranche de temps ont suscité beaucoup d'attention récent. Ces nanomaterials brillent par fluorescence dans les régions visibles et d'IR ; cette fluorescence peut être employée pour caractériser leurs propriétés et structure. Le NanoLog™, un spectrofluoromètre modulaire de Scientifique de Horiba particulièrement conçu pour rechercher des nanomaterials, s'avère capable rapidement (des secondes aux minutes) rassemblent et analysent les éventails instrument-rectifiés de fluorescence des nanomaterials pour la caractérisation. SWCNs en sulfate dodécylique de sodium aqueux, et points de tranche de temps ont été étudiés utilisant le NanoLog™, qui comprend des détecteurs d'InGaAs proche-IR, des alignements de CCD, ou des tubes photomultiplicateurs IR-sensibles, et le logiciel pour l'analyse spectrale.

Nanotubes de Carbone et (SWCNTs) Points Unique-Murés de Quantum - Propriétés, Fluorescence et Applications

les nanotubes de carbone et (SWCNs) les points Unique-Murés de tranche de temps, ainsi que les nanomaterials associés, sont sous l'étude forte à cause de leurs propriétés et utilisations nouvelles de potentiel dans les domaines de la science des matériaux, de la biotechnologie, et du médicament. La Fluorescence de SWCNTs et de points de tranche de temps varie selon leur taille et forme. Une Telle fluorescence dans l'IR peut être employée pour caractériser les propriétés et la structure de ces nanomaterials. La saisie et l'analyse spectrales Rapides des nanomaterials est utile dans les domaines de la chimie, de la biologie, et de la science des matériaux ; pour cette raison Horiba Scientifique a conçu un spectrofluoromètre, le NanoLog™ (voir le schéma 1), particulièrement pour de tels usages.

Le Schéma 1. spectrofluoromètre de NanoLog™ de Horiba Scientifique, particulièrement conçu pour trouver la fluorescence des nanomaterials.

Soniquant les Nanotubes Unique-Murés de Carbone (SWCNTs) en Sulfate Dodécylique de Sodium - une Description du Procédé Expérimental

Un mélange non caractérisé de SWCNs a été soniqué pour 30 que mn dans une solution de sulfate dodécylique de sodium FONT dedans2 à la température ambiante. L'échantillon a été mis dans une cuvette (longueur de trajet = 5 millimètres) dans un spectrofluoromètre de NanoLog™ installé avec le dépistage d'émission perpendiculairement à l'excitation. L'Excitation de l'échantillon a été exécutée avec un voyant d'ONDE ENTRETENUE de 450 W Xe brillant dans un monochromateur double-discordant d'excitation (Spex® 180DF, 1200 grooves/mm a flambé à 330 nanomètre). L'Excitation passe-bande a été réglée à 14,7 nanomètre, et l'excitation a été balayée de 550 nanomètre à 800 nanomètre dans 5 phases de nanomètre. Le spectromètre d'émission était un TRIAX 320 unique-discordant (150 grooves/mm ont flambé à 1200 nanomètre). Passe-bande a été réglé à 12,5 nanomètre. Le spectre d'émission a été capturé utilisant un alignement liquide-azote-refroidi® de CCD InGaAs de Symphonie (pixel de 512 × 1 ; voir le Schéma 2) de 836,044 nanomètre à 1359,93 nanomètre, avec l'intégration 20s selon l'échographie, et les 50 échographies enregistrées. Une photodiode de silicium a été utilisée comme détecteur de référence.

Le Schéma 2. alignement® de CCD de Symphonie a fixé au spectromètre de TRIAX 320 sur le NanoLog™.

Outils Logiciels Utilisés Pour Analyser les Données de l'Excitation/de Modification-Échographie d'Émission

Après une excitation/modification-échographie d'émission est enregistré, les données peut s'analyser avec le logiciel Scientifique de Horiba Nanosizer™ (brevet en instance), pour attribuer les crêtes spectrales aux structures particulières de SWCN. Une piqûre d'écran témoin du logiciel de Nanosizer™ est présentée sur le schéma 3. Une synthèse de l'algorithme de Nanosizer™ est donnée sur le schéma immédiatement ci-dessous 3. de paragraphe.

Le Schéma 3. piqûre d'Écran de logiciel de Nanosizer™ employée pour attribuer les crêtes spectrales aux structures de SWCN.

Comment le Logiciel De Nanosizer Fonctionne

Le logiciel sélecte une région d'intérêt dans l'échographie de modification, et prévoit le premier et des deuxième-dérivés de tous les tunnels d'excitation et d'émission. Il trouve alors des crêtes dans ces surfaces induites, et produit d'une table des valeurs hypothétiques pour les bandes spectrales, y compris l'amplitude de la crête, le centre des bandes d'excitation et d'émission et de leurs écarts-type concomitants. Ces coordonnées hypothétiques sont testées contre une bibliothèque spectrale connue ; des correspondances positives sont employées pour produire d'une table hypothétique améliorée, alors que les correspondances négatives sont inchangées utilisé dans la table hypothétique améliorée. Un modèle de double-convolution est employé pour définir chaque composant spectral, par l'intermédiaire des fonctionnements de lineshape de crête, d'écart-type, et d'amplitude d'excitation, avec la crête d'émission, écart-type, amplitude. Le modèle et les données sont employés pour calculer un paramètre de qualité-de-ajustement (X réduit2 ou montant d'erreurs résiduelles carrées). Si le montant de résiduel-erreur est acceptable, les paramètres sont utilisés pour un bureau d'attribution final. Si le montant de résiduel-erreur est inacceptable, alors des crêtes peuvent être ajoutées ou effacées pour la re-paramétrisation.

Les Résultats qui Ont Apparu de cette Expérience

Des spectres Rectifiés (signe/référence) du mélange de SWCN sont présentés comme modification d'excitation-émission sur le schéma 4. Pour afficher le fonctionnement du logiciel de crête-caractérisation de Nanosizer™, une simulation (signe/référence) des données rectifiées était basée produit sur des bureaux d'attribution connus et analysée. Sur les schémas 5 et 6, traçage (le schéma 5) affiche l'affectation des crêtes spectrales aux structures variées de SWCN avec (le schéma 6) une table des résultats. Compris dans la table des résultats est le ω radial attribué de mode de respirationRBM de chaque substance, qui peut être employée pour étalonner l'instrument, ou comparent à une mesure indépendante de Raman.

Le Schéma 4. A Rectifié des spectres (signe/référence) tracés en fonction de la longueur d'onde d'excitation et d'émission de SWCNs.

Le Schéma 5. Bureau D'attribution des crêtes spectrales par le logiciel de Nanosizer™. Chirality est donné comme (n, m).

Le Schéma 6. Tableau produit par le logiciel de Nanosizer™, basé sur analyser la modification d'excitation-émission. Les Fléaux sont de gauche à droite : SWCN font une pointe le numéro, intensité maximale, le λ d'excitation (nanomètre), le λ maximal d'émission (nanomètre), chirality (n, m), ω radial de mode de respirationRBM (cm–1), et diamètre d (t nanomètre) de nanotube.

Conclusions et Liste d'Outils Utilisés dans cette Expérience

Le NanoLog™ utilise le longueur d'onde-dépistage proche-IR multivoie de pointe pour la saisie rapide et robuste des modifications d'excitation-émission de photoluminescence. Ces modifications jouent un rôle central dans l'analyse du diamètre et du chirality de la substance semiconductive des mélanges de SWCN. Le progiciel de Nanosizer™ comporte une méthode intégrale de « double-convolution nouvelle » (brevet en instance) pour la simulation analytique rapide et précise des modifications d'excitation-émission de photoluminescence. L'algorithme de Nanosizer™ est signifié par sa capacité de ramener le nombre de paramètres modèles par jusqu'à trois ordres de grandeur comparés (intensité contre la longueur d'onde) aux simulateurs bidimensionnels conventionnels de multi-crête. Le Nanosizer™ produit de la modification complète d'excitation-émission, fournissant les solutions analytiques pour le chirality, diamètre, et (n, m) des valeurs pour tout le SWCNs trouvé dans un échantillon donné.

Note : Un ensemble complet de références peut être trouvé en se rapportant au document original.

Source : « Caractérisation Améliorée et Analyse des Nanomaterials Utilisant le Nanolog », Note d'Application par Horiba Scientifique.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît Horiba Scientifique.

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

Last Update: 13. June 2013 04:00

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