Sự kết hợp của khuôn cứng và mềm trong việc chế tạo vi cuộn silica rỗng với các bức tường nano cấu trúc

Carlos Rodríguez‐Abreu1, Neus Vilanova2, Conxita Solans2, Masaki Ujihara3, Toyoko Imae3, M. Arturo López‐Quintela4, Seiji Motojima5
1International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL), Av. Mestre José Veiga, Braga, 4715-310, Portugal
2Instituto de Química Avanzada de Cataluña. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IQAC-CSIC), Jordi Girona 18-26, Barcelona, 08034, Spain
3Graduate Institute of Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, #43 Keelung Road, Section 4, Taipei, Taiwan
4Departamento de Química Física, Facultad de Química, Universidad de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, 15782, Spain
5Toyota Physical & Chemical Research Institute, Nagakute, Aichi, 480-1192, Japan

Tóm tắt

Tóm tắtVi cuộn silica rỗng đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng vi cuộn carbon chức năng hóa như khuôn cứng và các hợp chất hoạt động bề mặt hoặc thuốc nhuộm lưỡng tính như khuôn mềm. Các vật liệu thu được đã được đặc trưng bằng kính hiển vi điện tử và quang học, hấp phụ nitơ và phân tán tia X góc nhỏ. Các vi cuộn rỗng thu được tương tự như các khuôn cứng ban đầu về hình dạng và kích thước. Hơn nữa, chúng có các bức tường mao quản (kích thước mao quản ≈ 3 nm) với một số miền nơi các mao quản được sắp xếp theo dạng lục giác, xuất phát từ micelle hoạt động bề mặt. Các vi cuộn silica thu được cũng cho thấy sự hấp phụ ưu tiên các thuốc nhuộm huỳnh quang dương. Một cơ chế cho sự hình thành các vi cuộn silica được đề xuất.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Lou XW, Archer LA, Yang Z: Hollow Micro-/Nanostructures: Synthesis and Applications. Adv Mater 2008, 20: 3987–4019. 10.1002/adma.200800854

Zhang Q, Wang W, Goebl J, Yin Y: Self-Templated Synthesis of Hollow Nanostructures. Nano Today 2009, 4: 494–507. 10.1016/j.nantod.2009.10.008

Wan Y, Zhao D: On the Controllable Soft-Templating Approach to Mesoporous Silicates. Chem Rev 2007, 107: 2821–2860. 10.1021/cr068020s

Lu AH, Schüth F: Nanocasting: A Versatile Strategy for Creating Nanostructured Porous Materials. Adv Mater 2006, 18: 1793–1805. 10.1002/adma.200600148

Hamley IW: Nanotechnology with Soft Materials. Angew Chem Int Ed 42: 1692–1712. 10.1002/anie.200200546

Lazzari M, Rodríguez C, Rivas J, López-Quintela A: Self-assembly: a minimalist route to the fabrication of nanomaterials. J Nanosci Nanotechnol 2006, 6: 892–905. 10.1166/jnn.2006.172

Motojima S, Chen X: Preparation and Characterization of Carbon Microcoils (CMCs). Bull Chem Soc Jpn 2007, 80: 449–455. 10.1246/bcsj.80.449

Motojima S, Chen X, Yang S, Hasegawa M: Properties and potential applications of carbon microcoils/nanocoils. Diam Relat Mater 2004, 13: 1989–1992. 10.1016/j.diamond.2004.06.020

Furuya Y, Hashishin T, Iwanaga H, Motojima S, Hishikawa Y: Interaction of hydrogen with carbon coils at low temperature. Carbon 2004, 42: 331–335. 10.1016/j.carbon.2003.10.041

Motojima S, Hoshiya S, Hishikawa Y: Electromagnetic wave absorption properties of carbon microcoils/PMMA composite beads in W bands. Carbon 2003, 41: 2658–2660. 10.1016/S0008-6223(03)00292-6

Adhikari PD, Ujihara M, Imae T, Hong PD, Motojima S: Reinforcement on Properties of Poly(vinyl alcohol) Films by Embedding Functionalized Carbon Micro Coils. J Nanosci Nanotechnol 2011, 11: 1004–1012. 10.1166/jnn.2011.3057

Motojima S, Suzuki T, Noda Y, Hiraga A, Iwanaga H, Hashishin T, Ishikawa Y, Yang S, Chen X: Preparation of TiO2 microcoils from carbon microcoil templates using a sol-gel process. Chem Phys Lett 2003, 378: 111–116. 10.1016/S0009-2614(03)01262-4

Motojima S, Suzuki T, Hishikawa Y, Chen X: TiO 2 /C Composite Microcoils and TiO 2 Hollow Microcoils with High Photocatalytic Activities and Electromagnetic (EM) Wave Absorption Abilities. Jpn J Appl Phys 2 Lett 2003, 42: L938-L940. 10.1143/JJAP.42.L938

Bian SW, Ma Z, Zhang LS, Niu F, Song WG: Silica nanotubes with mesoporous walls and various internal morphologies using hard/soft dual templates. Chem Commun 2009, 1261–1263. 10.1039/b821196e

Kim M, Hong J, Lee J, Hong CK, Shim SE: Fabrication of silica nanotubes using silica coated multi-walled carbon nanotubes as the template. J Colloid Interface Sci 2008, 322: 321–326. 10.1016/j.jcis.2008.03.045

Ding K, Hu B, Xie Y, An G, Tao R, Zhang H, Liu Z: A simple route to coat mesoporous SiO2 layer on carbon nanotubes. J Mater Chem 2009, 19: 3725–3731. 10.1039/b821386k

Tam-Chang SW, Helbley J, Iverson IK: A Study of the Structural Effects on the Liquid-Crystalline Properties of Ionic Perylenebis(dicarboximide)s Using UV-Vis Spectroscopy, Polarized Light Microscopy, and NMR Spectroscopy. Langmuir 2008, 24: 2133–2139. 10.1021/la7027324

Adhikari PD, Tai Y, Ujihara M, Chu CC, Imae T, Motojima S: Surface Functionalization of Carbon Micro Coils and Their Selective Immobilization on Surface-Modified Silicon Substrates. J Nanosci Nanotechnol 2010, 10: 833–839. 10.1166/jnn.2010.1886

Barret EP, Joyner JG, Halenda PP: The Determination of Pore Volume and Area Distributions in Porous Substances. I. Computations from Nitrogen Isotherms. J Am Chem Soc 1951, 73: 373–380. 10.1021/ja01145a126

Di Renzo F, Cambon H, Dutartre R: A 28-year-old synthesis of micelle-templated mesoporous silica. Micropor Mater 1997, 10: 283–286. 10.1016/S0927-6513(97)00028-X

Imae T, Ikeda S: Sphere-rod transition of micelles of tetradecyltrimethylammonium halides in aqueous sodium halide solutions and flexibility and entanglement of long rodlike micelles. J Phys Chem 1986, 90: 5216–5223. 10.1021/j100412a065

Kunieda H, Rodríguez C, Tanaka Y, Kabir MH, Ishitobi M: Effects of added nonionic surfactant and inorganic salt on the rheology of sugar surfactant and CTAB aqueous solutions. Colloid Surf B Biointerfaces 2004, 38: 127–130. 10.1016/j.colsurfb.2004.01.014