Yazarlar mali destek için Bilimsel araştırma için Hollanda Örgütü (NWO ECHO-STIP Grant 717.013.005, NWO VIDI Grant 723.014.006) kabul.

Çekirdek kabuğu Silika Parçacıkların 1. Sentezi Not: Silika parçacıkları Stöber yöntem 24,25 göre aşağıdaki prosedüre göre sentezlenir. <ol><li> Floresan silika tohumları sentezi <ol><li> floresein-izotiyosiyanat 5 ml etanol içinde 105 mg (0.27 mmol) çözündürülür. </li><li> Önceki solüsyona (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES, 0.43 mmol), 100 ul ekle. </li><li> 5 dakika boyunca çözelti sonikasyon ve karıştırılırken oda sıcaklığında bir argon atmosferi altında bir gece boyunca reaksiyona sağlar. boya işlevselleştirilmiş APTES kompleksi arıtılmadan kullanılır. </li><li> 1 L&#39;lik yuvarlak dipli bir reaksiyon kabı karışımı 25 ml amonyak (su içinde% 25) ve 250 ml etanol ile boya işlevselleştirilmiş APTES 2.5 mL. </li><li> bir cam pipet whil yardımı ile bir önceki reaksiyon karışımının menisküs altında Tetraetil Ortosilikat (TEOS) 10 ml ilave edilirE, bir manyetik karıştırıcı ile karıştırılarak. </li><li> Benzer bir şekilde, 5 saat sonra, TEOS bir 1.75 ml ilave edilir ve bir argon atmosferi altında bir gece boyunca karıştırın. </li><li> mi 45 birçok tüplere dispersiyon dökün. </li><li> boruları (350 xg, 30 dak) santrifüj, supernatant çıkarın ve her bir tüp içinde, taze 30 ml etanol ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımlarını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 3 kez adımları tekrarlayın. </li><li> ml ila yaklaşık 13.6 mg / lik bir konsantrasyonda ve (ışığa maruz kalmasını önlemek karanlık) etanol içinde flüoresan tohum tutun. </li><li> floresan boya ilavesi olmaksızın aynı prosedür takip floresan olmayan tohum hazırlayın. Not: bu prosedür izlenerek, yarıçap ile ilgili olarak 100 nm tohum elde edilir. </li></ol></li><li> Çekirdek-kabuk-silis parçacıklarının sentezi <ol><li> etanol içinde 51 ml deiyonize su 17 ml amonyak 3.4 ml (su içinde% 25) ve 4 ile 1 L&#39;lik yuvarlak tabanlı bir şişeye Dolgutohum dağılım ml (floresan tohumu 54.4 mg yaklaşık tutar). </li><li> etanol 5 TEOS ve 10 ml plastik bir şırınga doldurun. </li><li> amonyak 1.34 ml (su içinde% 25), 3,4 ml deiyonize su ve etanol içinde 10.25 ml, ikinci bir plastik şırınga doldurun. </li><li> plastik boru yuvarlak dipli bir şişeye, her iki şırınga bağlayın. </li><li> Bir argon akımı ve manyetik bir karıştırıcı ile bir şişe temin etmek. argon girişi sekonder çekirdeklenme önlemek için TEOS damlacıklardan amonyak gazı ile temasını önlemek için, ikinci enjektör çıkışında yanında olmak zorundadır. </li><li> Karışım karıştırılırken peristaltik pompalar kullanılarak 1.7 ml / saat, aynı anda her iki şırınga içeriğini ekleyin. duvarlar ve dolayısıyla ikincil çekirdeklenme üzerinde kayma önlemek için serbest düşme damlacıkları elde etmek için emin olun. </li><li> çapında yaklaşık olarak 300 nm çekirdek-kabuk partiküller elde etmek 7 saat sonra, ilave durdurun. </li><li> ml 45 birkaç tüplere şişenin içeriğini dökün. </li><li> boruları (350 xg, 30 dak) santrifüj, supernatant çıkarın ve her bir tüp içinde, taze 30 ml etanol ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 3 kez adımları tekrarlayın. </li><li> Etanol çekirdek-kabuk parçacıkları tutmak ve karanlıkta (ışığa maruz kalmasını önlemek). </li><li> floresan olmayan silika parçacıkları aynı prosedür izlenerek, ancak floresan olmayan tohumlar kullanılarak hazırlanmıştır. </li></ol></li></ol> Silika Kolloidlerin 2. işlevselleştirilmesi <ol><li> NVOC işlevselleştirilmiş kolloidler sentezi <ol><li> birlikte yuvarlak tabanlı bir şişeye, 50 ml stearil alkol NVOC-C11-OH, molekülün 12 mg (0.03 mmol) ve 31 mg (0.11 mmol) (elde edilen etanol, 1 ml çekirdek-kabuk silis parçacıklarının 10 mg dispers bir 20/80 NVOC-C11-OH / stearil alkol mol oranı). </li><li> 10 dakika bütün molekül çözülmüş ve partiküller de dağılma olarak sağlamak için karışım sonikasyonrsed. </li><li> Karışıma, bir manyetik karıştırıcı çubuğu ilave edin ve oda sıcaklığında bir argon akışı ile etanol buharlaştırılır. İşleme başlamadan önce, aksi takdirde parçacıklar silanol grupları ile reaksiyona girebilmektedir, kalan, etanol olduğundan emin olun. Etanol tamamen şişenin dibine sıcaklığına ödeme dikkat buharlaştırılarak olup olmadığını kontrol etmek. soğuk hissederse, etanol henüz tamamen buharlaşmış değil. </li><li> Sürekli karıştırma altında ve bir argon 22 bir akışı altında, 6 saat boyunca 180 ° C&#39;ye kadar bir şişeye ısıtın. </li><li> Şişe oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin. </li><li> 5 dakika boyunca (ya da tüm katı içeriği çözülmüş ya da dağılmış kadar) şişeye sonikasyon olarak CHCI3 3 ml ekleyin. </li><li> Santrifüj dağılım (2600 xg, 4 dk), süpernatant kaldırmak ve taze CHCl3 ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 6 kez adımları tekrarlayın. </li&gt; <li> Gece boyunca vakum altında 70 ° C&#39;de kuru partiküller ve bir desikatör saklayın. </li></ol></li><li> BTA-kolloid sentezi <ol><li> CHCI3 3 ml NVOC-C11-OH / stearil alkol 20/80 mol oranı ile işlevselleştirilmiş parçacıkların 10 mg dağıtılır. </li><li> NVOC grubunun yanlması için 1 saat boyunca UV ile fırın (λ maks = 354 nm) bir dispersiyon ışın tedavisi. Korumanın kaldırılması koruyucu gruptan arındırmak sırasında manyetik bir karıştırıcı ile yavaşça dispersiyonu karıştırma ile parçacıklarının yüzeyi üzerinde homojen olduğundan emin olun. Bu amin, işlevselleştirilmiş partikülleri (Şekil 1a) elde edilir. </li><li> (Benzen-1,3,5-tricarboxamide türevinin, 9 mg (BTA, 0.01 mmol), N, 8.7 ul, N-diizopropiletilamin (DIPEA, 0.05 mmol) ve (benzotriyazol-1-iloksi) tripirolidinofosfonyum heksaflorofosfat 5.2 mg çözülür PyBOP, CHCI3 1 ml 0.01 mmol) eklenmiştir. </li><li> amin- işlevselleştirilmiş p çözüm ekleyinve ürün dispersiyonu oda sıcaklığında ve bir argon atmosferi altında bir gece boyunca karıştırıldı. </li><li> Santrifüj dağılım (2600 xg, 4 dk), süpernatant kaldırmak ve taze CHCI3 3 ml ekleyin. süpernatant kaldırmak için tekrar yeni 3 dakika dağılımını ve santrifüj sonikasyon. Bu yıkama 6 kez adımları tekrarlayın. </li><li> 48 saat boyunca vakum içinde 70 ° C &#39;de kuru partiküller ve bir desikatör saklayın. </li></ol></li></ol> 3. Statik Işık Saçılma Ölçümler (SLS) Not: Kullanım floresan olmayan parçacıklar, floresan çekirdek geleneksel ışık saçılması ekipman olay lazer ışığı ile aynı dalga boyundaki ışığı absorbe beri. <ol><li> stearil alkol ile yalnızca (NVOC-C11-OH) Bölüm 2.1&#39;de tarif edilen prosedür izlenerek floresan olmayan silis parçacıklarının 10 mg işlerlik. </li><li> su ve olmayan işlevselleştirilmiş parçacıkların 0.033 mg / ml&#39;lik bir dağılım, 500 ul hazırlanmasısikloheksan içinde stearil alkol kaplı partiküllerin, 2 mg / ml diğeri. </li><li> Partiküller disperse olmasını sağlamak için, en az 20 dakika süreyle, hem dispersiyonlar sonikasyon. </li><li> Her iki dispersiyonların dağılmış yoğunluğu, çözücü, 5 ° &#39;lik adımlarla 30 ° ila 120 ° arasında bir referans çözücü ölçün. </li><li> Q bir fonksiyonu olarak Numune (I örnek) yoğunluğunu Konu (Denklem 1) q = 4π n çözücü sin (θ / 2) / λ o yayılma açısı İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin ile çözücünün N çözücünün kırılma indeksi ve lazer λ o dalga boyu. </li><li> Yazılımını kullanarak aşağıdaki eşitliğe veri sığdırmak (örneğin, Origin) (Denklem 2) = CP (QR) örnek C tarafından verilen sabit ve form faktörü P (QR) olduğu (Denklem 3) &lt;img alt = &quot;Denklem 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 53934 / 53934eq3.jpg&quot; /&gt; burada küresel kolloidlerin ortalama yarıçapı R. </li><li> Her dağılma uyan gelen R ayıklayın. </li><li> Her İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin için, aşağıdaki denkleme göre, saçılan ışığın yoğunluğu için mutlak bir ölçüsüdür Rayleigh oranı (R θ) hesaplayın. (Denklem 4) <img alt="denklem 4" src="/files/ftp_upload/53934/53934eq4.jpg" /> Numunenin yoğunluğu, çözücü madde ve referans, I Solven örnek ve ben sırasıyla referans çözücü kırılma indeksi ve buna referans n çözücü ve n referans ve referans R referans Rayleigh oranı. Burada referans olarak tolüen kullanmak, Örneğin n su = 1,332, n toluen = 1,497, n siklohekzan = 1,426 olduğu, R toluen = 2.74x10 -3 m -1 26. </li><li> R İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin ve Denklem 5&#39;ten kolloitlerin (n kolloidlerin) ortalama kırılma indeksi hesaplayın. (Denklem 5) <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/53934/53934eq5.jpg" /> hacim N, v parçacık tarafından verilen parçacık v parçacığın hacmi başına partiküllerin sayısı = 4/3 πR 3 ve varsayarak dışı etkileşim parçacıkların sınırı yapı faktörü S (q) ~ 1. </li></ol> Parçacık başına Aktif Siteleri Sayısı 4. sayısallaştırılması Not: Yüzey daha büyük bir ile yarıçapı 13 nm kullanılması küçük parçacıklar (-Birim oran). <ol><li> / Stearil alkol, Bölüm 2.1&#39;de tarif edilen prosedür takip NVOC-C11-OH 20/80 mol oranı ile, küçük ticari olarak temin edilebilen parçacıkları işlerlik. </li><li> 1 mi CHCI3 içinde küçük işlevselleştirilmiş parçacıkların 20 mg dağılması ve NVOC grubunun yanlması için 1 saat boyunca UV ile fırın (λ maks = 354 nm) &#39;de bir dispersiyon ışın tedavisi. korumasının kaldırılması bir manyetik karıştırıcı çubuk ile hafifçe dispersiyon karıştırın. Bu şekilde, kolloidler tortu yoktur ve yüzey bu nedenle homojen bir deproteksiyonu sağlanması UV ışığına maruz kalır. </li><li> Ortaya çıkan amin-fonksiyonlu parçacıklar aşağı Spin (3400 xg, 10 dakika) ve süpernatant kaldırmak. </li><li> 2 saat boyunca 70 ° C &#39;de kuru partiküller. </li><li> süksinimidil 3- (2-piridilditiyo) propiyonat dimetilformamid 200 ul (SPDP, 0.0016 mmol), (DMF) 0.50 mg çözülür. </li><li> kurutuldu amin fonksiyonlu partikülleri ve girdap 20 mg SPDP çözeltisi ekleyin30 dakika için sistem. Bu süre içinde, kolloitlerin tüm mevcut primer aminler SPDP ile tepki gösterdi. </li><li> 6 kez 1 ml DMF içinde sahip partiküller yıkayın (ya da serbest SPDP λ = 375 nm UV-Vis spektroskopisi yoluyla süpernatan içinde tespit edilene kadar). Son yıkama aşamasında mümkün olduğunca süpernatant kaldırmak için çalışın. </li><li> DMF, 50 ul ditiotreitol 0.53 mg (DTT, 0.0034 mmol) içinde çözülür. parçacıklara DTT çözeltisi ilave edin ve 30 dakika boyunca dağılım girdap. Bu süre içinde piridin-2-tion grubu ayrılır. </li><li> Bir microvolume UV-Vis ile λ = 293 nm üstte yüzen madde içindeki serbest kalan serbest piridin-2-tion absorbansı belirler. </li><li> DTT bir fazlası ile SPDP, bilinen farklı miktarlarda bir seyreltme serisi absorbansı ölçülerek DMF içinde piridin-2-tion ekstinksiyon katsayısı ɛ (~ 12.1x10 3 M-1 cm-1) belirlemek için bir kalibrasyon eğrisi inşa . </li><li&gt; Lambert-Beer yasası kullanılarak partiküller ayrılır, piridin-2-tion, Cı P2T, konsantrasyonu hesaplanır: (Denklem 6) Abs = C P2T ε l piridin-2-tion Cı P2T molar konsantrasyonuna, yok olma katsayısı ɛ ve yol uzunluğu L ile. </li><li> aşağıdaki denklem ile parçacık başına aktif yerleri (aminler) sayısını hesaplayın (Denklem 7) <img alt="Denklem 7" src="/files/ftp_upload/53934/53934eq7.jpg" /> Bir partikül M tanecik kütlesi bu ρ = 1.295 ile = 4 / 3πR 3 ρ M partikül g / cm3, partiküller M Toplam (20 mg) ve toplam hacim V, toplam (50 ul), toplam kütle ağırlıklı. Bu denklem, tüm varsayaraminler SPDP ile reaksiyona ve DTT parçacıklarına bağlı tüm SPDP molekülleri azaltır. </li></ol> Konfokal Mikroskopi 5. Monitör Kolloidal Meclisi Not: Kullanım çekirdek-kabuk parçacıkları silika (bir fluoresan çekirdek ve bir floresan olmayan kabuk). <ol><li> sikloheksan içinde BTA-işlevselleştirilmiş parçacıkların% 0.1 oranında bir dispersiyon 400 ul hazırlayın ve 20 dakika örnek sonikasyon. </li><li> BTA o nitrobenzil grubunu kapalı yarmak için UV fırında örnek flakon (λ max = 354 nm) ışın tedavisi. kümelenme işlemini izlemek için, 0 30 dakikaya kadar, örneğin ışınlama farklı zamanlarda 25 ul alikotları al. </li><li> (Kamara boyutu 0.12 mm yüksekliğinde × 13 mm çaplı olan) ayırıcı yardımıyla farklı cam slaytlar farklı alikotları koyun ve bir kapak kayma ile odaları kapatın. odasına kapattıktan sonra, partiküller sediman ve adsor izin ters kapak kayma çevirmekgörüntüleme kolaylaştırır cam üzerine b. </li><li> Her radyasyon kez numune hazırlama sonra mümkün olan en kısa sürede konfokal mikroskop ile her bir numunenin birkaç görüntü al. </li></ol> 6. Görüntü Analizi <ol><li> ImageJ ile tekli grubu sayısının nicelleştirilmesi Not: ImageJ kılavuzunda açıklanan senaryo yazmaya kullanılan tüm komutlar: http://imagej.nih.gov/ij/docs/guide/user-guide.pdf <ol><li> kenarlarından izole piksel kaldırmak ve &quot;Smooth&quot; fonksiyonu çalışan küçük delikleri doldurmak için konfokal görüntüleri pürüzsüz. </li><li> Sadece çekirdek flüoresan olduğu göz önüne alındığında, aynı küme dokunma ait olup parçacıklar birleştirme parçacıkların kenarına kadar parlak alanlar dilate. &quot;Genişlet&quot; filtre kullanarak yapın. 0.02 mm / piksel çözünürlüğe sahip yaklaşık 180 nm kabuk kalınlığı ile parçacıklar ve resimlerle, iki dilatasyon adımlar yeterlidir. </li><li> dönüştürme görüntüleri&quot;Make ikili&quot; fonksiyonu çalıştıran bir ikili resmin içine. </li><li> Örneğin 0.02 mm / piksel çözünürlükte çekilen resimler için aracı &quot;&quot; Set Ölçeği ... &quot;, mesafe = 1 bilinen = 0.02 piksel = 1 birim = um&quot; &quot;çalıştırarak ölçeği ayarlayın. </li><li> in-of-odak parçacıklarından gürültü ve out-of-focus parçacıklarını ayırmak için bir eşik boyutunu uygulayın. resimler 0.02 mm / piksel çözünürlükte çekilen ile Örneğin, tüm alanlarda daha küçük 0.2 piksel dışladı. kullanarak bu &quot;analiz parçacıklar ...&quot;, &quot;size = 0.2 Infinity&quot; komutunu yapın. </li><li> Bir all.jpg görüntü ve görüntü (kümeler ve tekli) komutları &quot;&quot; sonuç &quot;seçeneğini kullanarak, tüm parlak alanların boyutu ile bir all.txt dosyası, _all.txt&quot; &quot;ve&quot; &quot;JPEG oluşturma&quot;, &quot;bütün&quot; &quot;. </li><li> 0,7 ila 1,0 olan (4 π Alan / Çevre 2 = dairesellik) boyutunda ve bir dairesellik ile 0.2 ve 0.7 piksel arasındaki tüm parlak alanlar varsayalımkomutunu çalıştırarak mayoları &quot;parçacıklar Analiz ...&quot;, &quot;dairesellik = 0.7-1.0&quot;. </li><li> Bir singlets.jpg görüntü ve komutları &quot;&quot; sonuçları &quot;, _singlets.txt&quot; &quot;ve&quot; &quot;JPEG&quot;, &quot;singletlerini&quot; &quot;seçeneğini kullanarak, tekli tüm parlak alanların bilgileri içeren bir singlets.txt dosyası oluşturun. </li></ol></li><li> Matlab ile bilgi işleme <ol><li> Tekli .txt dosyasını okuyun ve resim başına bir tekli (A tekli) ortalama boyutunu hesaplamak. </li><li> Küme başına parçacıkların sayısını (A çiftler = 2A gömleğe, bir üçlü = 3A tekli ...) ve diğer all.txt dosyasından resim parçacıkların toplam sayısını hesaplamak için tekli ortalama büyüklüğü kullanın. </li><li> F singletlerin = sayı singletlerin / toplam parçacıklar: Her pozlama süresi için singletlerin parçacıkların bölümünü hesaplamak </li><li> Çiftli, üçlü, vb bölümünü hesaplamak: Ikili = 2 * çiftlerin sayısı / toplam parçacıklar, vb f </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloids+with+valence+and+specific+directional+bonding.">Colloids with valence and specific directional bonding.</a> Nature. 491 (7422), 51-55 (2012).</li><li>Klinkova, A., Therien-Aubin, H., Choueiri, R. M., Rubinstein, M., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+analogs+of+molecular+chain+stoppers.">Colloidal analogs of molecular chain stoppers.</a> PNAS. 110 (47), 18775-18779 (2013).</li><li>Galisteo-L&#245;pez, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+photonic+structures.">Self-assembled photonic structures.</a> Adv. Mater. 23 (1), 30-69 (2011).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+colour+printing+using+a+magnetically+tunable+and+lithographically+fixable+photonic+crystal.">Structural colour printing using a magnetically tunable and lithographically fixable photonic crystal.</a> Nat. Photonics. 3 (9), 534-540 (2009).</li><li>Dinsmore, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidosomes:+Selectively+permeable+capsules+composed+of+colloidal+particles.">Colloidosomes: Selectively permeable capsules composed of colloidal particles.</a> Science. 298 (5595), 1006-1009 (2002).</li><li>Destribats, M., Rouvet, M., Gehin-Delval, C., Schmitt, C., Binks, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emulsions+stabilised+by+whey+protein+microgel+particles:+Towards+food-grade+Pickering+emulsions.">Emulsions stabilised by whey protein microgel particles: Towards food-grade Pickering emulsions.</a> Soft Matter. 10 (36), 6941-6954 (2014).</li><li>Prevo, B. G., Hon, E. W., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+and+characterization+of+colloid-based+antireflective+coatings+on+multicrystalline+silicon+solar+cells.">Assembly and characterization of colloid-based antireflective coatings on multicrystalline silicon solar cells.</a> J. Mater. Chem. 17 (8), 791-799 (2007).</li><li>Kitaev, V., Ozin, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+surface+patterns+of+binary+colloidal+crystals.">Self-assembled surface patterns of binary colloidal crystals.</a> Adv. Mater. 15 (1), 75-78 (2003).</li><li>Plettl, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-Close-Packed+crystals+from+self-assembled+polystyrene+spheres+by+isotropic+plasma+etching:+adding+flexibility+to+colloid+lithography.">Non-Close-Packed crystals from self-assembled polystyrene spheres by isotropic plasma etching: adding flexibility to colloid lithography.</a> Adv. Funct. Mater. 19 (20), 3279-3284 (2009).</li><li>Yethiraj, A., Van Blaaderen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+colloidal+model+system+with+an+interaction+tunable+from+hard+sphere+to+soft+and+dipolar.">A colloidal model system with an interaction tunable from hard sphere to soft and dipolar.</a> Nature. 421 (6922), 513-517 (2003).</li><li>Spruijt, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+assembly+of+oppositely+charged+hairy+colloids+in+water.">Reversible assembly of oppositely charged hairy colloids in water.</a> Soft Matter. 7 (18), 8281-8290 (2011).</li><li>Kraft, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+roughness+directed+self-assembly+of+patchy+particles+into+colloidal+micelles.">Surface roughness directed self-assembly of patchy particles into colloidal micelles.</a> PNAS. 109 (27), 10787-10792 (2012).</li><li>Rossi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cubic+crystals+from+cubic+colloids.">Cubic crystals from cubic colloids.</a> Soft Matter. 7 (9), 4139-4142 (2011).</li><li>Erb, R. M., Son, H. S., Samanta, B., Rotello, V. M., Yellen, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+assembly+of+colloidal+superstructures+with+multipole+symmetry.">Magnetic assembly of colloidal superstructures with multipole symmetry.</a> Nature. 457 (7232), 999-1002 (2009).</li><li>Vutukuri, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+analogues+of+charged+and+uncharged+polymer+chains+with+tunable+stiffness.">Colloidal analogues of charged and uncharged polymer chains with tunable stiffness.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 51 (45), 11249-11253 (2012).</li><li>De Greef, T. F. A., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+science:+Supramolecular+polymers.">Materials science: Supramolecular polymers.</a> Nature. 453 (7192), 171-173 (2008).</li><li>De Feijter, I., Albertazzi, L., Palmans, A. R. A., Voets, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-responsive+colloidal+assembly+driven+by+surface-grafted+supramolecular+moieties.">Stimuli-responsive colloidal assembly driven by surface-grafted supramolecular moieties.</a> Langmuir. 31 (1), 57-64 (2015).</li><li>Celiz, A. D., Lee, T. C., Scherman, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-mediated+dispersion+of+cold+nanoparticles:+using+supramolecular+moieties+on+the+periphery.">Polymer-mediated dispersion of cold nanoparticles: using supramolecular moieties on the periphery.</a> Adv. Mater. 21 (38-39), 3937-3940 (2009).</li><li>Cantekin, S., De Greef, T. F. A., Palmans, A. R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benzene-1,3,5-tricarboxamide:+A+versatile+ordering+moiety+for+supramolecular+chemistry.">Benzene-1,3,5-tricarboxamide: A versatile ordering moiety for supramolecular chemistry.</a> Chem. Soc. Rev. 41 (18), 6125-6137 (2012).</li><li>Mes, T., Van Der Weegen, R., Palmans, A. R. A., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-chain+polymeric+nanoparticles+by+stepwise+folding.">Single-chain polymeric nanoparticles by stepwise folding.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 50 (22), 5085-5089 (2011).</li><li>van Blaaderen, A., Vrij, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+monodisperse+colloidal+organo-silica+spheres.">Synthesis and characterization of monodisperse colloidal organo-silica spheres.</a> J. Colloid Interf. Sci. 156 (1), 1-18 (1993).</li><li>Van Helden, A. K., Jansen, J. W., Vrij, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+characterization+of+spherical+monodisperse+silica+dispersions+in+nonaqueous+solvents.">Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueous solvents.</a> J. Colloid Interf. Sci. 81 (2), 354-368 (1981).</li><li>Israelachvili, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intermolecular+and+Surface+Forces.">Intermolecular and Surface Forces.</a> Van der Waals forces between particles and surfaces. , 253-289 (2011).</li><li>van Blaaderen, A., Vrij, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+colloidal+dispersions+of+fluorescent,+monodisperse+silica+spheres.">Synthesis and characterization of colloidal dispersions of fluorescent, monodisperse silica spheres.</a> Langmuir. 8 (12), 2921-2931 (1992).</li><li>Giesche, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+monodispersed+silica+powders+II.+Controlled+growth+reaction+and+continuous+production+process.">Synthesis of monodispersed silica powders II. Controlled growth reaction and continuous production process.</a> J. Eur. Ceram. Soc. 14 (3), 205-214 (1994).</li><li>Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlations+between+the+Rayleigh+ratio+and+the+wavelength+for+toluene+and+benzene.">Correlations between the Rayleigh ratio and the wavelength for toluene and benzene.</a> Chem. Phys. 367 (1), 44-47 (2010).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

1.426 arasında bir kırılma indisi ile veya BTA-koloitlerin dağıtmak için bir çözücü olarak kullanılması durumunda, sikloheksan, Van der Waals etkileşimleri kolloidlerin kırılma indeksleri için, çok zayıf ve çözücü neredeyse aynıdır. sikloheksan içinde SLS deneyler için kullanılan fonksiyonalize koloitler konsantrasyonu suda çıplak silika partiküllerine kıyasla çok daha yüksek olduğuna dikkat edin. kırılma indisleri neredeyse uyumlu olarak bu durum düşük kontrast yeterince güçlü ...

Mesostructured kolloidal malzemeler yüzey desenlendirme için kaplama 7 olarak ve litografi, ilaç taşıyıcı sistemleri 5,6 olarak, fotonik malzemeler 3,4 olarak, atomik ve moleküler malzemeler 1,2 üzerinde temel çalışmalar için model sistemler olarak, bilim ve teknolojide yaygın uygulama alanı bulur 8,9. liyofob kolloidler sonunda nedeniyle her zaman her yerde Van der Waals etkileşimleri geri dönüşümsüz bir araya yarı dengeli malzeme olduğu için, belirli bir hedef yapıları içine manipülasyon çok zordur. Çok sayıda strateji ayarlamak için katkı maddelerinin kullanılması, elektrostatik 10,11 ya da tükenme etkileşimleri 12,13, ya da bu tür bir manyetik 14 veya elektrik 15 alanları dış tetikleyiciler içeren kolloidal kendini montaj kontrol etmek için geliştirilmiştir. Sofistike bir alternatif strateji yapısı üzerinde kontrolü sağlamak için, bu sistemlerin dinamikleri ve mekanik onların işlevsellik zekâözel ve yön güçleri ile etkileşim h molekülleri. Moleküler kimya çözücünün polaritesi, sıcaklık ve ışık 16 ile gücü modüle edilebilir site-spesifik, yön ve güçlü ama geri çevrilebilir etkileşimlerin sergileyen küçük moleküller, bir kapsamlı araç sunmaktadır. özellikleri toplu olarak ve çözelti, yaygın olarak incelenmiştir için, bu moleküllerin, bir tahmin edilebilir bir şekilde, egzotik evreye yumuşak malzemeler aşağıdaki yapı için cazip adaylardır. Supramoleküler kimya yoluyla kolloidal derleme düzenlemek için böyle bir entegre yaklaşımın açık potansiyeline rağmen, bu disiplinler nadiren mesostructured kolloidal malzemelerin 17,18 özelliklerini uyarlamak için arabirim var. supramoleküler kolloidlerin katı bir platform üç ana gereklerini yerine getirmek zorundadır. Birincisi, supramoleküler kısmın bağlantı bozulmasını önlemek için hafif koşullar altında yapılmalıdır. separati de İkincisi, yüzey kuvvetlerions doğrudan temas daha büyük kaplanmamış kolloidler neredeyse münhasıran hariç hacimli etkileşimleri yoluyla etkileşim gerektiği anlamına gelir gergin motifleri, hakim olmalıdır. Bu nedenle, koloitlerin fiziko-kimyasal özellikleri örneğin van der Waals veya elektrostatik kuvvetler gibi koloidal sistemlerin, doğasında diğer etkileşimleri bastırmak için uygun olmalıdır. Üçüncüsü, karakterizasyonu supramoleküler kısımların varlığı meclisin kesin bir atıf için izin vermelidir. Bu üç önkoşulları karşılamak için, supramoleküler kolloidlerin sağlam iki aşamalı sentezi (Şekil 1a) geliştirildi. Bir ilk adımda, hidrofobik NVOC işlevselleştirilmiş silis parçacıkları, sikloheksan içinde dispersiyon için hazırlanmıştır. NVOC grup kolayca amin işlevselleştirilmiş parçacıkları hasıl yarılabilir. aminlerin yüksek tepkime ılımlı reaksiyon koşulları geniş bir yelpazede kullanarak istediğiniz supramoleküler kısımla basit post-fonksiyonelleşmesine sağlar. Bu yazıda, prstearil alkol ve bir benzen-1,3,5-tricarboxamide (BTA) 20 türevi ile silis boncuklar fonksiyonelleştirilmesi ile supramoleküler kolloidler epare. Stearil alkol birkaç önemli roller oynamaktadır: Bu kolloidler organofolik yapar ve kolloidler 21,22 arasında spesifik olmayan etkileşimi azaltmak için yardımcı kısa menzilli sterik iğrenmeyle tanıtır. Van der Waals kuvvetleri daha nedeniyle koloitlerin kırılma endeksi ve çözücü 23 arasındaki yakın maçın azaltılır. Işık ve thermoresponsive kısa menzilli çekici yüzey kuvvetleri BTAS 20 korumalı o nitrobenzil eklenmesi ile oluşturulur. O nitrobenzil kısmı engelleyen discotics içinde amidlerin üzerinde kurulmuş bitişik BTAS arasındaki hidrojen bağlarının oluşumu bir foto-klivaj grup (Şekil 1b). UV ışığı ile ışıkla yarılma üzerine çözelti içinde BTA 3 kat ile h tanır ve aynı BTA molekülleri ile etkileşim mümkün değildirgüçlü sıcaklığı 17 bağlı olan bir bağlanma kuvveti ydrogen bağ dizisi. Van der Waals yana gözde mekan stearil kaplanmış silika, sikloheksan içindeki parçacıkların da ışık ve sıcaklık bağımsız olduğunca az, gözlenen uyaranlara yanıt veren kolloidal düzeneği BTA-aracılı olması gerekir. Bu ayrıntılı video konfokal mikroskobu ile UV ışınlaması üzerine kendi öz derleme incelemek için sentez ve supramoleküler kolloidleri karakterize ve nasıl nasıl gösterir. Buna ek olarak, basit bir görüntü analiz protokolü kümelenmiş kolloidler kolloidal singlet ayırmak ve raporlanır kümelerin her kolloid miktarını belirlemek için. Sentetik stratejinin çok yönlülük izin verir kolayca partikül büyüklüğü, yüzey kaplama yanı sıra mesostructured gelişmiş malzemeler için kolloidal yapı taşları büyük bir ailenin gelişmesi için yeni yollar açılıyor tanıtıldı bağlayıcı kısım değişebilir.

<table><tbody><tr><td>APTES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FTIC</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TEOS</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LUDOX AS-40</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Silica particles of 13 nm in radius</td></tr><tr><td>MilliQ</td><td>---</td><td>---</td><td>18.2 M&amp;Omega;&amp;middot;cm at 25 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>SolvaChrom</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Ammonia (25% in water)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>SolvaChrom</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Cyclohexane</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Dimethylformamide (DMF)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Stearyl alcohol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;N,N&lt;/em&gt;-Diisopropylethylamine (DIPEA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Benzotriazol-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBOP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Succinimidyl 3-(2-pyridyldithio)propionate (SPDP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>Dithiothreitol (DTT)&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>---</td></tr><tr><td>NVOC-C11-OH</td><td>Synthesized</td><td>---</td><td>I. de Feijter, 2014 Responsive materials from adaptive supramolecular constructs, Doctoral thesis, Technical University of Eindhoven, The Netherlands</td></tr><tr><td>BTA</td><td>Synthesized</td><td>---</td><td>I. de Feijter, 2014 Responsive materials from adaptive supramolecular constructs, Doctoral thesis, Technical University of Eindhoven, The Netherlands</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>Heraeus Megafuge 1.0</td></tr><tr><td>Ultrasound bath</td><td>VWR</td><td></td><td>Ultrasonic cleaner</td></tr><tr><td>Peristaltic pumps</td><td>Harvard Apparatus</td><td></td><td>PHD Ultra Syringe Pump</td></tr><tr><td>UV-oven</td><td>Luzchem</td><td></td><td>LZC-a V UV reactor equipped with 8x8 UVA light bulbs (&amp;lambda;&lt;sub&gt;max&lt;/sub&gt;=354&amp;nbsp;nm)</td></tr><tr><td>Stirrer-heating plate</td><td>Heidolph</td><td></td><td>MR-Hei Standard&lt;br /&gt;&amp;nbsp;&lt;br /&gt;</td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td>Light Scattering</td><td>ALV</td><td></td><td>CGS-3 MD-4 compact goniometer system, equipped with a Multiple Tau digital real time correlator (ALV-7004) and a solid-state laser (&amp;lambda;=532 nm, 40 mW)</td></tr><tr><td>UV-Vis spectrophotometer</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>NanoDrop 1000 Spectrophotometer</td></tr><tr><td>Confocal microscope</td><td>Nikon</td><td></td><td>Ti Eclipse with an argon laser with &amp;lambda;&lt;sub&gt;excitation&lt;/sub&gt;=488&amp;nbsp;nm</td></tr><tr><td>Slide spacers</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Grace BioLabs Secure seal imaging spacer (1 well, diam. &amp;times; thickness 13 mm &amp;times; 0.12 mm)</td></tr><tr><td>Syringes</td><td>BD Plastipak</td><td></td><td>20 ml syringe</td></tr><tr><td>Plastic tubing</td><td>SCI</td><td>BB31695-PE/5</td><td>Ethylene oxide gas sterilizable micro medical tubing</td></tr><tr><td>Pulsating vortex mixer</td><td>VWR</td><td></td><td>Electrical: 120&amp;nbsp;V, 50/60&amp;nbsp;Hz, 150&amp;nbsp;W Speed Range: 500&amp;ndash;3,000 rpm</td></tr></tbody></table>

synthesis and characterization of supramolecular colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

Oda sıcaklığında ve yumuşak reaksiyon şartlarında ikinci bir aşamada supramoleküler kolloidler (Şekil 1a), çiftler BTA- türevleri (Şekil 1b) sentezlemek için kullanılan iki-aşamalı bir prosedür, stabilitesi sağlanmış olduğu göz önüne alındığında. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53934/53934fig1.jpg" /> Supramoleküler kolloidler sentezinin 1....

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids at JoVE.com

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

synthesis-and-characterization-of-supramolecular-colloids

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Anatomy and Physiology

Unit 1

Fundamentals of Chemistry

Solutions and Colloids

SCIENTISTS IN ACTION

9.7K Görüntüleme.  Eindhoven University of Technology. A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Video: Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

Su Supramoleküler Polimerlerin Boyut, Şekil ve Stabilite Kontrolü

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Mühendislik

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed assembly1-3, drug delivery4, improved hydrocarbon recovery5-7, and flowable electrodes for energy storage8. Suspensions containing fluorescent colloids and non-adsorbing polymers are appealing model systems, as the ratio of the polymer radius of gyration to the particle radius&#160;and concentration of polymer control the range and strength of the interparticle attraction, respectively. By tuning the polymer properties and the volume fraction of the colloids, colloid fluids, fluids of clusters, gels, crystals, and glasses can be obtained9.&#160;Confocal microscopy, a variant of fluorescence microscopy, allows an optically transparent and fluorescent sample to be imaged with high spatial and temporal resolution in three dimensions. In this technique, a small pinhole or slit blocks the emitted fluorescent light from regions of the sample that are outside the focal volume of the microscope optical system. As a result, only a thin section of the sample in the focal plane is imaged. This technique is particularly well suited to probe the structure and dynamics in dense colloidal suspensions at the single-particle scale: the particles are large enough to be resolved using visible light and diffuse slowly enough to be captured at typical scan speeds of commercial confocal systems10. Improvements in scan speeds and analysis algorithms have also enabled quantitative confocal imaging of flowing suspensions11-16,37.&#160;In this paper, we demonstrate confocal microscopy experiments to probe the confined phase behavior and flow properties of colloid-polymer mixtures. We first prepare colloid-polymer mixtures that are density- and refractive-index matched. Next, we report a standard protocol for imaging quiescent dense colloid-polymer mixtures under varying confinement in thin wedge-shaped cells. Finally, we demonstrate a protocol for imaging colloid-polymer mixtures during microchannel flow.

Confocal microscopy is used to image quiescent and flowing colloid-polymer mixtures, which are studied as model systems for attractive suspensions. Image analysis algorithms are used to calculate structural and dynamic metrics for the colloidal particles that measure changes due to geometric confinement.

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

Kimya

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are encapsulated in polystyrene-block-poly(acrylic acid) (PSPAA) shells and then used as monomers for their self-assembly. Spherical PSPAA micelles upon acid treatment are known to assemble into cylindrical micelles. Exploiting this tendency, the core-shell nanoparticles are induced to aggregate, coalesce, and then transform into long chains. When more than one type of nanoparticles are used, random and block &#8220;copolymers&#8221; of nanoparticles can be obtained. Detailed procedures are reported for the PSPAA encapsulation of nanoparticles, homo- and co-polymerization of the core-shell nanoparticles, separation and purification of the resulting nanoparticle chains. Transformations of single-line chains into double- and triple-line chains are also presented. The synergy between the polymer shell and the embedded nanoparticles leads to an unusual chain-growth polymerization mode, giving long nanoparticle chains that are distinct from the products of the traditional step-growth aggregation process.

Using Polystyrene-block-polyacrylic acid-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We report protocols for &#8220;polymerizing&#8221; various types of polymer-encapsulated metal nanoparticles into long chains of &#8220;homo-&#8220; and &#8220;co-polymers&#8221;.

Polistiren kullanma<em&gt; Bloğu</em&gt; -poli (Akrilik asit) Bunların homo- ve ko-polimerizasyon için monomer olarak metal Nanopartiküller -kaplı

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their components. Therefore, the arrangements in the clusters have been precisely characterized, especially for metal complexes. Contrary to this, characterizations of molecular arrangements in supramolecular clusters composed of organic molecules are limited to a few cases. This is because construction of the supramolecular clusters, especially obtaining a series of the supramolecular clusters, is difficult due to low stability of non-covalent bonds compare to covalent bonds. From this viewpoint, utilization of organic salts is one of the most useful strategies. A series of the supramolecules could be constructed by combinations of a specific organic molecule with various counter ions. Especially, primary ammonium carboxylates are suitable as typical examples of supramolecules because various kinds of carboxylic acids and primary amines are commercially available, and it is easy to change their combinations. Previously, it was demonstrated that primary ammonium triphenylacetates using various kinds of primary amines specifically construct supramolecular clusters, which are composed of four ammoniums and four triphenylacetates assembled by charge-assisted hydrogen bonds, in crystals obtained from non-polar solvents. This study demonstrates an application of the specific construction of the supramolecular clusters as a strategy to conduct systematical symmetric study for clarification of correlations between molecular arrangements in supramolecules and kinds and numbers of their components. In the same way with binary salts composed of triphenylacetates and one kind of primary ammoniums, ternary organic salts composed of triphenylacetates and two kinds of ammoniums construct the supramolecular clusters, affording a series of the supramolecular clusters with various kinds and numbers of the components.

This article describes construction of a series of hydrogen-bonding supramolecular clusters in crystals using primary ammonium triphenylacetates, which are recrystallized from non-polar solvents. This selective construction of the supramolecular clusters leads to effective systematical symmetric studies about a correlation between the supramolecular clusters and their components.

İnşaat ve İkili veya Üçlü Amonyum trifenilasetatlar ile Supramoleküler Kümeleri Bir Seri Sistematik Simetrik Çalışmaları

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this work, we use single particle tracking of fluorescently labeled PNIPAM microgels as a showcase for tuning microgel size by a rapid non-stirred precipitation polymerization procedure. This approach is well suited for prototyping new reaction compositions and conditions or for applications that do not require large amounts of product. Microgel synthesis, particle size and structure determination by dynamic and static light scattering are detailed in the protocol. It is shown that the addition of functional comonomers can have a large influence on the particle nucleation and structure. Single particle tracking by wide-field fluorescence microscopy allows for an investigation of the diffusion of labeled tracer microgels in a concentrated matrix of non-labeled microgels, a system not easily investigated by other methods such as dynamic light scattering.

Controlled Synthesis and Fluorescence Tracking of Highly Uniform PolyN-isopropylacrylamide Microgels

Non-stirred precipitation polymerization provides a rapid, reproducible prototyping approach to the synthesis of stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) microgels of narrow size distribution. In this protocol synthesis, light scattering characterization and single particle fluorescence tracking of these microgels in a wide-field microscopy setup are demonstrated.

Kontrollü Sentezi ve yüksek Düzgün Poli Floresan Takibi (<em&gt; K</em&gt; -isopropylacrylamide) Mikrojeller

Stimuli-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) microgels have various prospective practical applications and uses in fundamental research. In this ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock copolymers are produced by one of three techniques: thin film rehydration, solvent switching or polymerization-induced self-assembly, and produce only flexible, polydisperse cylinders. Crystallization-driven self-assembly (CDSA) is a method which can produce cylinders with these properties, by stabilizing structures of a lower curvature due to the formation of a crystalline core. However, the living polymerization techniques by which most core-forming blocks are formed are not trivial processes and the CDSA process may yield unsatisfactory results if carried out incorrectly. Here, the synthesis of cylindrical nanoparticles from simple reagents is shown. The drying and purification of reagents prior to a ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone catalyzed by diphenyl phosphate is described. This polymer is then chain extended by methyl methacrylate (MMA) followed by N,N-dimethyl acrylamide (DMA) using reversible addition&#8722;fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization, affording a triblock copolymer that can undergo CDSA in ethanol. The living CDSA process is outlined, the results of which yield cylindrical nanoparticles up to 500 nm in length and a length dispersity as low as 1.05. It is anticipated that these protocols will allow others to produce cylindrical nanostructures and elevate the field of CDSA in the future.

Crystallization-driven self-assembly (CDSA) displays the unique ability to fabricate cylindrical nanostructures of narrow length distributions. The organocatalyzed ring-opening polymerization of &#949;-caprolactone and subsequent chain extensions of methyl methacrylate and N,N-dimethyl acrylamide are demonstrated. A living CDSA protocol that produces monodisperse cylinders up to 500 nm in length is outlined.

Biodegradable blok kopolimerlerin kristalizasyon Driven kendinden montajı ile Monodisperse silindirik Nanopartiküllerin sentezini

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...

Synthesis of Information-bearing Peptoids and their Sequence-directed Dynamic Covalent Self-assembly

This protocol presents the use of Lewis acidic multi-role reagents to circumvent kinetic trapping observed during the self-assembly of information-encoded oligomeric strands mediated by paired dynamic covalent interactions in a manner mimicking the thermal cycling commonly employed for the self-assembly of complementary nucleic acid sequences. Primary amine monomers bearing aldehyde and amine pendant moieties are functionalized with orthogonal protecting groups for use as dynamic covalent reactant pairs. Using a modified automated peptide synthesizer, the primary amine monomers are encoded into oligo(peptoid) strands through solid-phase submonomer synthesis. Upon purification by high-performance liquid chromatography (HPLC) and characterization by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), sequence-specific oligomers are subjected to high-loading of a Lewis acidic rare-earth metal triflate which both deprotects the aldehyde moieties and affects the reactant pair equilibrium such that strands completely dissociate. Subsequently, a fraction of the Lewis acid is extracted, enabling annealing of complementary sequence-specific strands to form information-encoded molecular ladders characterized by matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS). The simple procedure outlined in this report circumvents kinetic traps commonly experienced in the field of dynamic covalent assembly and serves as a platform for the future design of robust, complex architectures.

A protocol is presented for the synthesis of information-encoded peptoid oligomers and for the sequence-directed self-assembly of these peptoids into molecular ladders using amines and aldehydes as dynamic covalent reactant pairs and Lewis acidic rare-earth metal triflates as multi-role reagents.

Bilgi taşıyan Peptoidlerin sentezi ve Dizi yönelimli Dinamik Kovalent Öz-montaj

This protocol presents the use of Lewis acidic multi-role reagents to circumvent kinetic trapping observed during the self-assembly of information-encoded ...

Polimer aşılı metal organik çerçeve tek katmanlarının kendi kendine montajı

Synthesis and Characterization of Self-Assembled Metal-Organic Framework Monolayers Using Polymer-Coated Particles

Metal-organic frameworks (MOFs) are materials with potential applications in fields such as gas adsorption and separation, catalysis, and biomedicine. Attempts to enhance the utility of MOFs have involved the preparation of various composites, including polymer-grafted MOFs. By directly grafting polymers to the external surface of MOFs, issues of incompatibility between polymers and MOFs can be overcome. Polymer brushes grafted from the surface of MOFs can serve to stabilize the MOF while enabling particle assembly into self-assembled metal-organic framework monolayers (SAMMs) via polymer-polymer interactions.
Control over the chemical composition and molecular weight of the grafted polymer can allow for tuning of the SAMM characteristics. In this work, instructions are provided on how to immobilize a chain transfer agent (CTA) onto the surface of the MOF UiO-66 (UiO = Universitetet i Oslo). The CTA&#160;serves as initiation sites for the growth of polymers. Once polymer chains are grown from the MOF surface, the formation of SAMMs is achieved through self-assembly at an air-water interface. The resulting SAMMs are characterized and shown to be freestanding by scanning electron microscopy imaging. The methods presented in this paper are expected to make the preparation of SAMMs more accessible to the research community and thereby expand their potential use as a&#160;MOF-polymer composite.

Yazar Spotlight: Kendinden Montajlı MOF-Polimer Kompozitleri Keşfetmek

A protocol for the synthesis and characterization of self-assembled metal-organic framework monolayers is provided using polymer-grafted, metal-organic framework (MOF) crystals. The procedure shows that polymer-grafted MOF particles can be self-assembled at an air-water interface resulting in well-formed, free-standing, monolayer structures as evidenced by scanning electron microscopy imaging.

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Metal-organic frameworks (MOFs) are materials with potential applications in fields such as gas adsorption and separation, catalysis, and biomedicine. ...

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Su Supramoleküler Polimerlerin Boyut, Şekil ve Stabilite Kontrolü

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

Polistiren kullanma

İnşaat ve İkili veya Üçlü Amonyum trifenilasetatlar ile Supramoleküler Kümeleri Bir Seri Sistematik Simetrik Çalışmaları

Kontrollü Sentezi ve yüksek Düzgün Poli Floresan Takibi (

Biodegradable blok kopolimerlerin kristalizasyon Driven kendinden montajı ile Monodisperse silindirik Nanopartiküllerin sentezini

Bilgi taşıyan Peptoidlerin sentezi ve Dizi yönelimli Dinamik Kovalent Öz-montaj

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu