Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Uusi tekniikka fabricating Joustava Polymer kalvoja, joiden Subnanometer Kanavat

Published on January 13, 2011 at 12:50 AM

Monet futuristit kuvitella maailmaa, jossa polymeeri kalvoja, joiden molekyylikoon kanavia käytetään kaapata hiiltä, ​​tuottavat aurinko polttoaineet, tai desalinating merivesi, joukossa monia muita toimintoja.

Tämä edellyttää menetelmät, joilla kyseiset kalvot voidaan helposti valmistaa suuria määriä. Tekniikkaa edustavat merkittävä ensiaskel siihen suuntaan on nyt onnistuneesti osoitettu.

Kuva () on AFM kuva polymeeri kalvo, jonka tumma ydin vastaa orgaanista nanoputkia. (B) on TEM osoittaa osa-kanavoitu kalvo orgaaninen nanoputket ympäröity punaisella. Inset osoittaa zoomattava kuva yhden nanotube.

Tutkijoille Yhdysvaltain energiaministeriön Lawrence Berkeley National Laboratoryn (Berkeley Lab) ja University of California (UC) Berkeley ovat kehittäneet ratkaisukeskeinen menetelmä asiakkuutta itsejärjestäytyminen joustava polymeeri kalvoja erittäin linjassa subnanometer kanavia. Täysin yhteensopiva kaupallisten kalvo-valmistusprosesseihin, tämä uusi tekniikka uskotaan olevan ensimmäinen esimerkki orgaanisen nanoputkia valmistaa toimivaksi kalvon yli makroskooppinen matkoja.

"Olemme käyttäneet nanoputkien muodostavat syklisen peptidit ja lohko kopolymeerejä osoittamaan suunnattu yhteistyössä kokoonpano tekniikka fabricating subnanometer huokoisia kalvoja yli makroskooppinen matkoja", sanoo Ting Xu, polymeeri tiedemies joka johti tämän hankkeen. "Tämä tekniikka antaisi meille mahdollisuuden luoda huokoinen ohutkalvot tulevaisuudessa jossa koko ja muoto kanavia voidaan räätälöidä molekyylirakenteen orgaanisen nanoputkien."

Xu, jolla yhteisiä tapaamisia Berkeleyn Labin materiaalitieteiden tiedekunta Division ja Kalifornian yliopiston Berkeleyn osastot materiaalit ja tekniikan ja kemian, on johtaa tekijän paperi kuvataan tässä työssä, joka on julkaistu lehdessä ACS Nano. Paperi on otsikoitu "Subnanometer Huokoinen ohutkalvot yhteispäätösmenettelyllä kokoonpano nanotube alayksikön ja möhkälekopolymeerien."

Co-authoring paperi Xu oli Nana Zhao, Feng Ren, Rami Hourani, Ming Tsang Lee, Jessica Shu, Samuel Mao, ja Brett Helms, joka on kanssamme Molecular Foundry, DOE Nanoscience Center isännöi Berkeley Lab.

Kanavoidaan kalvot ovat yksi luonnon nerokkain ja tärkeitä keksintöjä. Kalvot rei'itetty kanssa subnanometer kanavia linja ulkoa ja biologisen solun hallintaan - suhteessa kokoon - kuljetus keskeisten molekyylien ja ionien, kautta, ja ulos sellistä. Tämä sama lähestymistapa pätee valtavia mahdollisuuksia hyvin erilaisten ihmisten tekniikoita, mutta haaste on löytää kustannustehokas tapa suunnata vertikaalisesti linjassa subnanometer kanavaa yli makroskooppinen matkoja joustava alustoille.

"Saaminen molekyylitasolla hallita huokosten koko, muoto ja pinta kemia kanavat polymeeri kalvoja on tutkittu monilla tieteenaloilla, mutta on pysynyt kannalta kriittinen" Xu sanoo. "Composite elokuvia on valmistettu käyttäen Esimuotoillut hiilinanoputkien ja kenttä tekee nopean progess se kuitenkin edelleen muodostaa haasteen Orient Esimuotoillut nanoputkia normaali elokuvan pinnan yli makroskooppinen matkoja."

Heidän subnanometer kanavia, Xu ja hänen tutkimusryhmänsä käytti orgaanisia nanoputket luonnollisesti muodostuu syklinen peptidit - polypeptideihin proteiini ketjuja, jotka yhdistävät molemmissa päissä tehdä ympyrä. Toisin Esimuotoillut hiilinanoputkien, nämä orgaaninen nanoputket ovat "peruutettavissa", mikä tarkoittaa niiden koon ja suunnan voidaan helposti muuttaa valmistusprosessin aikana. Saat kalvo, Xu ja hänen yhteistyökumppaneitaan käytetään möhkälekopolymeerien - pitkä sekvenssejä tai "korttelin" Yhden tyypin monomeerin molekyylin sidottu korttelin toisen tyyppinen monomeerin molekyyli. Aivan kuten syklinen peptidit itse koota osaksi nanoputkia, blokkikopolymeerit itse koota osaksi hyvin määritelty ryhmät nanorakenteiden yli makroskooppinen matkoja. Polymeeri kovalenttisesti liittyy syklinen peptidi käytettiin "välittäjänä" sitomaan yhteen nämä kaksi itsejärjestyvien järjestelmät

"Polymeeri konjugaatti avain", Xu sanoo. "Se ohjaa rajapinta syklisiä peptidejä ja möhkälekopolymeerien ja synkronoi niiden itsejärjestäytyminen. Tuloksena on, että nanoputkien kanavia vain kasvaa puitteissa polymeeri kalvo. Kun voit tehdä kaiken yhdessä tällä tavalla, prosessi todella tulee hyvin yksinkertainen. "

Xu ja hänen kollegansa pystyivät valmistaa subnanometer huokoisia kalvoja mittaamalla useita senttejä yli ja featuring high-density ryhmät kanavia. Kanavia testattiin kautta kaasun siirrosta mittaukset hiilidioksidia ja neopentane. Nämä testit vahvistivat, että permeance oli suurempi pienemmän hiilidioksidin molekyylejä kuin suurempien molekyylien neopentane. Seuraava askel on käyttää tätä tekniikkaa tehdä paksumpia kalvoja.

"Teoriassa ei ole kokorajoituksia meidän tekniikka joten ei pitäisi olla mitään ongelmaa tehdä kalvoja laajoilla alueella", Xu sanoo. "Olemme innoissamme, koska uskomme Tämä osoittaa toteutettavuus synkronointi useita koottavia prosesseja räätälöimällä toissijainen vuorovaikutuksesta yksittäisiä komponentteja. Työmme avautuu uusi väylä saavuttamiseksi hierarkkisia rakenteita monikomponenttiset järjestelmään samanaikaisesti, mikä puolestaan ​​auttaisi ratkaisemaan pullonkaula saavuttamiseksi funktionaalisia materiaaleja käyttäen alhaalta ylös-lähestymistapaa. "

Lähde: http://www.lbl.gov/

Last Update: 5. October 2011 21:26

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit