Functionalizing la Superficie delle Nanoparticelle: Gli Approcci Usati all'Istituto di Adolphe Merkle

Dott. Hervé Dietsch ed il Professor Peter Schurtenberger, Istituto di Adolphe Merkle e Centro per i Nanomaterials, Università di Friburgo di Friburgo
Autore Corrispondente: herve.dietsch@unifr.ch

Per la loro integrazione in una matrice desiderata, le nanoparticelle richiedono spesso un trattamento di superficie dopo o durante la loro sintesi di renderle compatibili con il materiale di matrice circostante. Le particelle Colloidali sono per definizione una sospensione delle particelle dure o molli sospese in una soluzione. Per una riuscita sintesi e una stabilità colloidale, una stabilizzazione di superficie è necessaria, che può essere elettrostatica o sterica.

Le nanoparticelle del lattice della Silice2 (SiO) (PS) e del polistirolo probabilmente sono le particelle più usate, a causa della facilità per sintetizzarle ad un grande disgaggio (di grammo) per varie applicazioni fondamentali ed applicate della ricerca.

Le particelle del Polistirolo sono fatte generalmente facendo uso di polimerizzazione della dispersione o dell'emulsione del monomero dello stirolo. Entrambi, l'iniziatore e la presenza di tensioattivo, possono contribuire alla stabilizzazione elettrostatica delle particelle, che le impedisce per formare i cumuli. Comunque questa stabilizzazione è limitata spesso ad una tassa per tensioattivo, che piombo noi sviluppare i metodi alternativi.

Il Dott. Dietsch ed il Professor Schurtenberger all'Istituto di Adolphe Merkle possono ora aumentare la barriera elettrostatica usando i copolimeri di blocco anfifilici come stabilizzatore per la polimerizzazione1. Le particelle dello memoria-shell di PS-PSS (Solfonato del Polistirolo-Polistirolo) ottenute così hanno una densità di carica attiva più di 100 particelle più superiore regolari del lattice di PS di volte1. Un Altro vantaggio di gestire la repulsione elettrostatica è il controllo della struttura formata via i meccanismi dell'assembly di auto come illustrato nella seguente immagine di microscopia elettronica di trasmissione (sinistra presenta un doppio livello di particelle, di presente del lato destro uno strato monomolecolare).

Le particelle della Silice presentano il vantaggio che è possibile adattare i loro beni facendo uso degli agenti dell'accoppiamento del silano che innestano in covalenza alla superficie. Le particelle della Silice sono fatte generalmente ad un disgaggio di laboratorio facendo uso del trattamento del gel del solenoide basato sul lavoro originale di Stöber ed altri2. Facendo Uso dell'approccio di modifica di superficie, il Dott. Dietsch ed il Professor Schurtenberger potrebbero indicare che è possibile sintetizzare i materiali liberi del nanocomposite dell'aggregazione con le particelle integrate della silice in una matrice del polimetilacrilato (PMMA)3.

A causa della facilità per modificare i gruppi di superficie di silanol di particelle della silice, i rivestimenti sottili della silice sulle nanoparticelle possono aprire il cammino per una chimica di superficie adattata di un'ampia varietà di nanomaterials differenti.

Il metodo generale di Graf ed altri4 può adattarsi a quasi qualunque genere di particelle per migliorare la stabilità colloidale delle particelle. Ciò comprende ad un primo punto l'adsorbimento del polimero del polivinilpirrolidone (PVP) alla superficie della particella. Ciò aumenta la stabilità di una sospensione da un fattore 6. Questo metodo può adattarsi per le nanoparticelle dell'ematite5, che sono usate come particelle di modello, perché la loro morfologia può facilmente essere controllata con i parametri della sintesi.

Per all'infuori delle nanoparticelle dell'ossido la superficie può essere modificata facendo uso dell'adsorbimento degli agenti del fosfato. Come esempio, il Dott. Dietsch ed il Professor Schurtenberger hanno sviluppato un agente della superficie di chimica di clic in collaborazione con Professot Mingdi Yan alla Portland State University ed hanno dimostrato l'immobilizzazione covalente delle particelle magnetiche sulla superficie dei batteri di E-Coli6.

Il Dott. Dietsch ed il Professor Schurtenberger vorrebbero precisare che non importa spesso come la modifica di superficie è fatta, può essere chimica covalente, chimica di clic, l'adsorbimento di un fosfato, un tensioattivo, un polielettrolito7 o semplicemente modifica direttamente durante la sintesi. La modifica Di Superficie rimane, nella maggior parte dei casi un fattore chiave gestire le interazioni delle particelle sospese in una matrice desiderata per raggiungere le sospensioni stabili o cumulare i materiali liberi del nanocomposite.


Riferimenti

1. Mohanty P.S., Dietsch H. Rubatat L., Stradner A., Matsumoto K., Matsuoka H. e Schurtenberger P., Langmuir 25 (4), 1940, 2009.
2. Stöber W., Fink, A. e Bohn E., Giornale del Colloide e Scienza dell'Interfaccia 26 (1), 62, 1968.
3. M. Saric, H. Dietsch ed Aspetti Meccanici Fisico-chimici e Di P. Schurtenberger, dei Colloidi e delle Superfici A, (2006), 291, 110-116.
4. Graf C. Vossen D.L.J, Imhof A. e 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. e P. Schurtenberger, Chimia, 62 (10), 805, 2008.
6. Liu Sinistra, Dietsch H., Schurtenberger P. e Yan M., Chimica di Bioconjugate, 20 (7), 1349-55, 2009.
7. Radice S., Kern P., Dietsch H., Mischler S. e Michler J., Giornale del Colloide e Scienza 318 dell'Interfaccia (2) 264, 2008.

Copyright AZoNano.com, Dott. Hervé Dietsch (Istituto di Adolphe Merkle e Centro di Friburgo per i Nanomaterials)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit