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Functionalizing die Oberfläche von Nanoparticles: Die Anflüge Verwendet am Institut Adolphe Merkle

Dr. Hervé Dietsch und Professor Peter Schurtenberger, Institut Adolphe Merkle und Fribourg-Mitte für Nanomaterials, Universität von Fribourg
Entsprechender Autor: herve.dietsch@unifr.ch

Für ihre Integration in eine gewünschte Grundmasse, benötigen nanoparticles häufig eine Oberflächenbehandlung nach oder während ihrer Synthese, sie kompatibel zu machen mit dem umgebenden Matrixmaterial. Kolloidale Partikel sind pro Definition eine Suspension von hartem, oder weiche Partikel verschoben in einer Lösung. Für eine erfolgreiche Synthese und eine kolloidale Stabilität ist eine Oberflächenstabilisierung notwendig, die entweder elektrostatisch oder sterisch sein kann.

Nanoparticles Latex des Silikons2 (SiO) (PS) und des Polystyrens sind vermutlich die verwendeten Partikel, wegen der Leichtigkeit, zum sie an einer großen (Gramm) Schuppe für verschiedene grundlegende und angewandte Forschungsanwendungen zu synthetisieren.

Polystyrenpartikel werden im Allgemeinen unter Verwendung der Emulsions- oder Streuungspolymerisierung der Styrolmonomere gemacht. Beide, der Initiator und das Vorhandensein eines Tensids, können zur elektrostatischen Stabilisierung der Partikel beitragen, die sie verhindert, um Gesamtheiten zu bilden. Gleichwohl diese Stabilisierung häufig auf eine Ladung pro Tensid begrenzt ist, das uns führte, alternative Ansätze zu entwickeln.

Dr. Dietsch und Professor Schurtenberger am Institut Adolphe Merkle können die elektrostatische Sperre jetzt erhöhen, indem sie amphiphile Blockcopolymere als Leitwerk für die Polymerisierung verwenden1. Die folglich erhaltenen PS-PSS (Polystyren-Polystyren Sulfonat) Kernshell Partikel haben eine aktive Ladungsdichte mehr als 100 Zeiten höher als regelmäßige PS-Latexpartikel1. Ein Anderer Vorteil der Steuerung der elektrostatischen Abstossung ist die Regelung der Zelle, die über Selbstbauvorrichtungen gebildet wird, wie im Folgenden Transmissions-Elektronenmikroskopie Bild dargestellt (linke Seite stellt eine Doppelschicht Partikel, Geschenke der rechten Seite eine monomolekulare Schicht dar).

Silikonpartikel haben den Vorteil, dass es möglich ist, ihre Eigenschaften unter Verwendung der Siliziumwasserstoffverbindungsmittel herzustellen, die kovalent zur Oberfläche verpflanzen. Silikonpartikel werden im Allgemeinen an einer Laborstufe unter Verwendung des Magnetspule-Gelprozesses gemacht, der et al. auf der Originalarbeit von Stöber basiert2. Unter Verwendung des Anfluges der Oberflächenmodifikation, konnten Dr. Dietsch und Professor Schurtenberger zeigen, dass es möglich ist, Anhäufung freie nanocomposite Materialien mit integrierten Silikonpartikeln in einer Polymethylmethacrylategrundmasse zu synthetisieren (PMMA)3.

Wegen der Leichtigkeit, zum von Oberflächen-silanol Gruppen Silikonpartikeln zu ändern, können dünne Silikonbeschichtungen auf nanoparticles die Methode für eine hergestellte Oberflächenchemie einer großen Vielfalt der verschiedenen Nanomaterials erschließen.

Die allgemeine Methode von Graf kann4 fast irgendeiner Art Partikel et al. angepasst werden, um die kolloidale Stabilität der Partikel zu erhöhen. Dieses bezieht in einen ersten Schritt die Aufnahme des Polymers des Polyvinylpyrrolidons (PVP) an der Partikeloberfläche mit ein. Dieses erhöht die Stabilität einer Suspension durch einen Faktor 6. Diese Methode kann für Hämatit nanoparticles angepasst werden5, die als vorbildliche Partikel verwendet werden, weil ihre Morphologie durch die Syntheseparameter esteuert leicht sein kann.

Für anders als Oxid nanoparticles kann die Oberfläche unter Verwendung der Aufnahme von Phosphatagenzien geändert werden. Als Beispiel haben Dr. Dietsch und Professor Schurtenberger einen Klickchemie-Oberflächenagens gemeinsam mit Professot Mingdi Yan an Portland-Staatlicher Universität entwickelt und die kovalente Immobilisierung von Magnetteilchen auf die Oberfläche von E-Coli-Bakterien geprüft6.

Dr. Dietsch und Professor Schurtenberger möchten unterstreichen, dass er häufig nicht, wie die Oberflächenmodifikation erfolgt ist, es kann kovalente Chemie, Klickchemie, Aufnahme eines Phosphats, ein Tensid, ein Polyelektrolyt oder einfach7 Modifikation direkt während der Synthese sein von Bedeutung ist. Oberflächenmodifikation bleibt, in den meisten Fällen ein Schlüsselfaktor, die Interaktionen von Schwebeteilchen in einer gewünschten Grundmasse zu steuern, um stabile Suspensionen zu erzielen oder freie nanocomposite Materialien anzusammeln.


Bezüge

1. Mohanty P.S., Dietsch H. Rubatat L., Stradner A., Matsumoto K., Matsuoka H. und Schurtenberger P., Langmuir 25 (4), 1940, 2009.
2. Stöber W., Fink, A. und Bohn E., Zapfen des Kolloids und Schnittstellen-Wissenschaft 26 (1), 62, 1968.
3. M. Saric, H. Dietsch und Physikalisch-chemischer und der Technik Aspekte P. Schurtenberger, der Kolloide und der Oberflächen A, (2006), 291, 110-116.
4. Graf C. Vossen D.L.J, Imhof A. und van Blaaderen A., Langmuir 19 (17), 6693, 2003.
5. Dietsch H., Malik V., Reufer M., Dagallier C., Shalkevich A., Saric M., Gibaud T., Cardinaux F., Scheffold F., Stradner A. und P. Schurtenberger, Chimia, 62 (10), 805, 2008.
6. Liu L.H., Dietsch H., Schurtenberger P. und Yan M., Bioconjugate-Chemie, 20 (7), 1349-55, 2009.
7. Radice S., Kern P., Dietsch H., Mischler S. und Michler J., Zapfen des Kolloids und Schnittstellen-Wissenschaft 318 (2) 264, 2008.

Copyright AZoNano.com, Dr. Hervé Dietsch (Institut Adolphe Merkle und Fribourg-Mitte für Nanomaterials)

Date Added: Oct 14, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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