SEMINARIUM W RAMACH PROJEKTU „Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe
do zastosowań w biologii i medycynie - Rozwój i komercjalizacja nowej generacji urządzeń
diagnostyki molekularnej opartych o nowe polskie przyrządy półprzewodnikowe. ”
dr Volodymyr Sashuk
„Preparation of densely packed charged gold nanoparticle
monolayers at the water-oil and water-air interfaces”
30 marca 2011 r. godz. 10:00
Aula IChF PAN, W-wa, ul. Kasprzaka 44/52
Instytut
Chemii
Fizycznej
PAN
Target
2D structures of charged metal nanoparticles
+ ++++
+ ++ + +++
+ + ++
+ ++++
+ ++ +
---------------
-++--++- -++-+ + -+ + -+ +
- - -
Potential applications:
• as a sensor and template for binding objects
based on electrostatic attraction
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Self-assembly of mixed NPs at the interface
AIR/OIL
WATER
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Synthesis of positively charged (+) ligand
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Synthesis of positively charged Au NPs
TMA/UDT
CHCl3
TMA
Instytut Chemii Fizycznej PAN
UDT
Synthesis of positevily charged Au NPs
~ UDT/TMA ligands ratio in obtained Au NPs
19:1
9:1
5:1
4:1
3:1
2:1
1:1
0:1
5N
10N
16N
20N
25N
33N
50N
100N
hydrophobic, soluble in DCM or DCM/methanol
partly soluble in water
soluble in water
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Au 10N NPs. NMR
Oxidation by I2
~ 12 % of TMA ligand
CDCl3
TMA
Instytut Chemii Fizycznej PAN
UDT
Self-assembly on oil/water interface
10N, 13N, 15N, 17N AuNPs
AuNPs
CH2Cl2
water
CH2Cl2
Instytut Chemii Fizycznej PAN
H2 O
CH2Cl2
up to
1 day
H2 O
CH2Cl2
Self-assemble at the air/water interface
air
water
LB technique
Instytut Chemii Fizycznej PAN
air
water
LB. 10NAu vs. 13NAu
13AuN
50
50
40
40
Surface tension, mN/m
Surface tension, mN/m
10AuN
st
30
1 cycle
nd
2 cycle
20
2
10 cm /min
10
0
st
30
1 cycle
nd
2 cycle
20
2
10cm /min
10
0
0
50
100
150
200
Area, cm
250
2
Instytut Chemii Fizycznej PAN
300
350
0
50
100
150
200
Area, cm
250
2
300
350
LB. 5nm 10AuN vs. 10nm 10AuN
13 nm
7 nm
50
50
Surface tension, mN/m
Surface tension, mN/m
40
30
st
1 cycle
20
2
10 cm /min
10
0
40
st
1 cycle
30
2
10cm /min
20
10
0
0
50
100
150
200
Area, cm
250
2
Instytut Chemii Fizycznej PAN
300
350
0
50
100
150
200
Area, cm
250
2
300
350
Deposition on solid substrate
water
Instytut Chemii Fizycznej PAN
7 nm AuNPs. Si plate
Instytut Chemii Fizycznej PAN
13 nm AuNPs. Si plate
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Effective surface-charge density
• Monolayer is transferred onto Teflon plate
• The monolayer covering is dispersed in MeOH
• Zeta potential is measured
Qef = 4πεrε0ζR
Qef = 4.25 e
Instytut Chemii Fizycznej PAN
Qcoating = 3.9x10-3C/m2