914 resultados para DNA-organic hybrid materials, polymer colloidsm
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The authors report on the fabrication of 980 nm InGaAs strained quantum well lasers with hybrid materials of InGaAsP as waveguide and AlGaAs as cladding grown by metal organic chemical vapour deposition. The InGaAs/InGaAsP/AlGaAs diode lasers (100 x 800 mu m) with broadened waveguide structure exhibit a threshold current of 180 mA, a slope efficiency of 1.0 W/A, and a high characteristic temperature coefficient (T-0) of 230 K.
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This paper reviews the recent progress made in the asymmetric synthesis on chiral catalysts in porous materials and discusses the effects of surface and pores on enantio-selectivity (confinement effect). This paper also summarizes various approaches of immobilization of the chiral catalysts onto surfaces and into pores of solid inorganic supports such as microporous and mesoporous materials. The most important reactions surveyed for the chiral synthesis in porous materials include epoxidation. hydrogenation, hydroformylation, Aldol and Diels-Alder reactions, etc. The confinement effect originated from the surfaces and the pores turns out to be a general phenomenon. which may make the enantioselectivity increase (positive effect) or decrease (negative effect). The confinement effect becomes more pronounced particularly when the bonding between the catalyst and the surface is more rigid and the pore size is tuned to a suitable range. It is proposed that the confinement in chiral synthesis is essentially a consequence of subtle change in transition states induced by weak-interaction in pores or on surfaces. It is also anticipated that the enantioselectivity could be improved by tuning the confinement effect based on the molecular designing of the pore/surface and the immobilized catalysts according to the requirements of chiral reactions.
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Two new silica-based organic-inorganic hybrid materials (B104SGs and O104SGs) doped with a binary mixture of imidazolium and phosphonium ionic liquids have been synthesized and used as sorbents in batch system for rare earths (RE) separation. Imidazolium ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (C(4)mim(+)PF(6)(-)) or 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (C(8)mim(+)PF(6)(-)) acted as porogens to prepare porous materials and additives to stabilize extractant within silica gel.
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A series of dysprosium complex doped xerogels with the same first ligand (acac = acetylacetone) and different neutral ligands were synthesized in situ via a sol-gel process. The Fourier transform infrared (FTIR) spectra, diffuse reflectance (DR) spectra, and near-infrared (NIR) luminescent properties of dysprosium complexes and dysprosium complex doped xerogels are described in detail. The results reveal that the dysprosium complex is successfully synthesized in situ in the corresponding xerogel. Excitation at the maximum absorption wavelength of the ligands resulted in the characteristic NIR luminescence of the Dy3+ ion, which contributes to the energy transfer from the ligands to the central Dy3+ ion in both the dysprosium complexes and xerogels via an antenna effect.
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By varying the substituent position of aminomethyl on pyridine ring in acid solution, different dimensional lead bromide frameworks ranging from zero-dimension and one-dimension to two-dimension were obtained. 2-(Aminomethyl)pyridine (2-AMP) or 3-(aminomethyl)pyridine (3-AMP) and PbBr2 construct hybrid perovskites, of which (H(2)2-AMP)PbBr4 (1) exhibits two-dimensional perovskite sheets with special hydrogen bonds and (H(2)3-AMP)PbBr6 (2) shows an uncommon zero-dimensional inorganic framework with isolated octahedra. The characteristic exciton peaks in absorption spectra are located at 431 nm for compound 1 and at 428 nm for compound 2. (H(2)4-AMP)PbBr4 (3) with one-dimensional zigzag edge-sharing octahedral PbBr(4)(2-)chains can be obtained using 4-(aminomethyl)pyridine (4-AMP) as organic component under the same experimental conditions as those for 2-AMP and 3-AMP.
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New near-infrared-luminescent mesoporous materials were prepared by linking ternary lanthanide (Er3+, Nd3+, Yb3+, Sm3+, Pr3+) complexes to the ordered mesoporous MCM-41 through a functionalized 1,10-phenanthroline (phen) group 5-(N,N-bis-3-(triethoxysilyl)propyl)ureyl-1,10-phenanthroline. The resulting materials (denoted as Ln(hfth)(3)phen-M41 and Pr(tfnb)(3)phen-M41; Ln=Er, Yb, Nd, Sm; hfth = 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1-(2-thienyl)hexane-1,3-dionate; tfnb = 4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)- 1, 3-butanedionate) were characterized by powder X-ray diffraction, N-2 adsorption/desorption, and elemental analysis. Luminescence spectra of these lanthanide-complex functionalized materials were recorded, and the luminescence decay times were measured. Upon excitation at the absorption of the organic ligands, all these materials show the characteristic NIR luminescence of the corresponding lanthanide (Er3+, Nd3+, Yb3+, Sm3+, Pr3+) ions by sensitization from the organic ligands moiety. The good luminescent performances enable these NIR-luminescent mesoporous materials to have possible applications in optical amplification (operating at 1300 or 1500 nm), laser systems, or medical diagnostics.
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inorganic-organic hybrid nanoparticles multilayer films were fabricated by extending the method of nucleation and growth of particles in polymer assemblies. The polyelectrolyte matrix was constructed by layer-by-layer self-assembly method. Synthesis of polyoxometalate nanoparticles was achieved by alternately dipping the precursor polyelectrolyte matrix into AgNO3 and H4SiW12O40 aqueous solutions. Repeating the above synthesis process, Ag4SiW12O40 nanoparticles with controllable diameters of 20 to 77 nm were synthesized in the multilayer films in-situ. UV-vis absorption spectra indicate that the nanoparticles grew gradually in the synthesis process. Transmission electron microscopy was used to observe the size and morphology of the nanoparticles.
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An amperometric biosensor for monitoring phenols in the organic phase was constructed by the silica sol-gel immobilization of tyrosinase on a glassy carbon electrode. The organic-inorganic hybrid materials with different sol-gel precursors and polymers were optimized, and the experimental conditions, such as the effect of the solvent, operational potential and enzyme loading were explored for the optimum analytical performance of the enzyme electrode. The biosensor can reach 95% of steady-state current in about 18 s, and the trend in the sensitivity of different phenols is as follows: catechol > phenol >p-cresol. In addition, the apparent Michaelis-Menten constants (K-m(app)) and the stability of the enzyme electrode were discussed. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.
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Poly(ethylene oxide) (PEO) and silica (SiO2) organic-inorganic hybrid materials have been synthesized by sol-gel approach. The crystallization behavior of PEO in silica networks has been investigated by differential scanning calorimeter (DSC) and scanning electron micrograph (SEM). The degree of PEO crystallinity in PEO/SiO2 hybrid networks reduces with the increase of SiO2. PEO is in amorphous state when the concentration of PEO is lower than 50 wt% in the hybrid materials. The melting points of PEO in the networks are lower than that of pure PEG, but the melting point of PEO in the networks almost has the same melting point. WAXD and SEM results show that the crystalline behavior of PEO in PEO/SiO2 hybrid system is sternly confined. (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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A newly developed polymer coil shrinking theory is described and compared with the existing entangled solution theory to explain electrophoretic migration behaviour of DNA in hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) polymer solution in buffer containing 100 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane 100 mM boric acid, 2 mm ethylenediaminetetraacetic acid at pH 8.3. The polymer coil shrinking theory gave a better model to explain the results obtained. The polymer coil shrinking concentration, C-s, was found to be 0.305% and the uniform entangled concentration, C+, 0.806%. The existence of three regions (the dilute, semidilute, and concentrated solution) at different polymer concentrations enables a better understanding of the system to guide the selection of the best conditions to separate DNA fragments. For separating large fragments (700/800 bp), dilute solutions (HPMC < 0.3%) should be used to achieve a short migration time (10 min). For small fragments (200/300 bp), concentrated solutions are preferred to obtain constant resolution and uniform separation. The best resolution is 0.6% HPMC due to a combined interaction of the polymer coils and the entangled structure. The possibility of DNA separation in semidilute solution is often neglected and the present results indicate that this region has a promising potential for analytical separation of DNA fragments.
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A theoretical description. based on chemical kinetics and electrochemistry, is given of DNA separation in dilute polymer solution by capillary electrophoresis. A self-consistent model was developed leading to predictions of the DNA electrophoretic velocity as a function of the experimental conditions - polymer concentration, temperature, and electric field strength. The effect of selected experimental variables is discussed. The phenomena discussed are illustrated for the example of 100 bp DNA ladder separation in dilute HPMC solution by capillary electrophoresis. This model is the first single model that can fully explain the dependence of DNA electrophoretic velocity on electrophoretic conditions.
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The fatigue response of an epoxy matrix containing vasculature for the delivery of liquid healing agents is investigated. The release of a rapidly curing, two-part epoxy healing chemistry into the wake of a propagating crack reduces the rate of crack extension by shielding the crack tip from the full range of applied stress intensity factor. Crack propagation is studied for a variety of loading conditions, with the maximum applied stress intensity factor ranging from 62 to 84% of the quasi-static fracture toughness of the material. At the highest level of applied load, the rate of mechanical damage is so fast that the healing agents do not fully mix and polymerize, and the effect of healing is minimal. The self-healing response is most effective at impeding the slower propagating cracks, with complete crack arrest occurring at the lowest level of applied load, and reductions of 79–84% in the rate of crack extension at intermediate loads.
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O presente trabalho teve como principal objectivo estudar a modificação química heterogénea controlada de fibras de celulose com diferentes reagentes de modo a alterar as suas propriedades de superfície, em especial em termos da criação de um carácter hidrofóbico e lipofóbico, preservando, sempre que possível, as suas propriedades mecânicas e, consequentemente, abrindo novas perspectivas de aplicação. O desenvolvimento do trabalho envolveu três abordagens principais, envolvendo, em cada caso, o estudo de diferentes condições reaccionais. Na primeira abordagem foram utilizados como reagentes de modificação compostos perfluorados, nomeadamente o anidrido trifluoroacético (TFAA), o cloreto de 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoílo (PFBz) e o cloreto de 3,3,3- trifluoropropanoílo (TFP), para promover a acilação heterogénea da superfície das fibras. A segunda estratégia usada consistiu na preparação de híbridos de celulose do tipo orgânico-inorgânico classe-II, através da modificação das fibras de celulose com o (3-isocianatopropil)trietoxissilano (ICPTEOS), um reagente organossilano bifuncional. A ligação às fibras de celulose foi efectuada através das funções isocianato e, posteriormente, os grupos etoxissilano foram sujeitos a tratamentos de hidrólise ácida, como tal ou na presença de outros siloxanos, nomeadamente o tetraetoxissilano (TEOS) e o 1H,1H,2H,2Hperfluorodeciltrietoxissilano (PFDTEOS). Finalmente, a última abordagem foi baseada na modificação das fibras com triclorometilssilano (TCMS), através de uma reacção gás-sólido, que dispensou assim o uso de solventes orgânicos. A ocorrência de modificação química foi em cada caso confirmada por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier e Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), Análise Elementar (EA) e determinação de ângulos de contacto. Adicionalmente, e dependendo de cada caso específico, diversas outras técnicas foram empregues na caracterização aprofundada dos materiais preparados, nomeadamente Ressonância Magnética Nuclear CPMAS no Estado Sólido (RMN), Espectroscopia de Difracção de Raios-X (XRD), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectrometria de Massa de Iões Secundários com Análise de Tempo de Vôo (ToF-SIMS), Espectroscopia Fotoelectrónica de Raios-X (XPS) e Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM). Relativamente à acilação das fibras de celulose com reagentes perfluorados, o sucesso da reacção foi comprovado por FTIR-ATR, EA, XPS e ToF-SIMS. Neste contexto, obtiveram-se fibras modificadas possuindo graus de substituição (DS) compreendidos entre 0.006 e 0.39. Verificou-se por XRD que, em geral, mesmo para os valores de DS mais elevados, a cristalinidade das fibras não foi afectada, indicando que a modificação foi limitada às camadas mais superficiais das mesmas ou a regiões amorfas das suas camadas mais internas. Adicionalmente, observou-se por ToF-SIMS que a distribuição dos grupos perfluorados à superfície das fibras foi, de facto, bastante heterogénea. Todos os derivados de celulose perfluorados apresentaram elevada hidrofobicidade e lipofobicidade, tendo-se atingido ângulos de contacto com água e diiodometano de 126º e 104º, respectivamente. Um aspecto interessante relativo a estes materiais é que a elevada omnifobicidade foi observada mesmo para valores de DS muito reduzidos, não se mostrando significativamente afectada pelo aumento dos mesmos. Em consonância, verificou-se por XPS que a cobertura da superfície das fibras de celulose com grupos perfluorados aumentou apenas ligeiramente com o aumento do DS, apontando para a esterificação de camadas mais internas das fibras, associada, neste caso, predominantemente aos seus domínios amorfos. No que diz respeito à estabilidade hidrolítica destes derivados, obtiveram-se dois tipos distintos de comportamento. Por um lado, as fibras de celulose trifluoroacetiladas são facilmente hidrolisáveis em meio neutro, e, por outro, as fibras pentafluorobenzoiladas e trifluoropropanoiladas mostram-se bastante resistentes face a condições de hidrólise em meio neutro e ácido (pH 4), podendo, contudo, ser facilmente hidrolisadas em meio alcalino (pH 9 e 12, para derivados do PFBz e do TFP, respectivamente). Na segunda abordagem verificou-se a ocorrência de reacção por FTIR-ATR e EA. Em geral, a modificação química com ICPTEOS ocorre predominantemente nas zonas mais superficiais das fibras de celulose ou em regiões amorfas. Contudo, em condições reaccionais mais severas (maior quantidade de reagente e tempo de reacção), esta atingiu também regiões cristalinas, afectando, consequentemente, a estrutura cristalina das fibras, como verificado por XRD. Por RMN de 29Si observou-se que após reacção com o ICPTEOS já existiam indícios de alguma hidrólise dos grupos etoxissilano, e que a sua subsequente condensação parcial tinha levado à formação de uma película inorgânica em redor das fibras (verificado por SEM), constituída maioritariamente por estruturas lineares, com uma contribuição mais modesta de estruturas “diméricas” e outras mais ramificadas. Consequentemente, este revestimento inorgânico transformou as fibras de celulose em materiais híbridos com elevada hidrofobicidade (ângulos de contacto com água entre 103-129º). A hidrólise ácida dos restantes grupos etoxissilano, como tal ou na presença de TEOS, originou híbridos de celulose com elevada hidrofilicidade, sendo impossível medirem-se os ângulos de contacto com água dos produtos finais, devido à presença maioritária de grupos silanol (Si-OH) e ligações Si-O-Si à superfície, os quais contribuíram para o consequente aumento de energia de superfície. No entanto, quando a hidrólise foi realizada na presença de PFDTEOS, obtiveram-se materiais híbridos com elevada hidrofobicidade e lipofobicidade (ângulos de contacto com água e diiodometano de 140º e 134º, respectivamente), devido à combinação da presença de grupos perfluorados e micro- e nano-rugosidades na superfície das fibras de celulose, conforme confirmado por SEM. Finalmente, a última abordagem permitiu preparar materiais derivados de celulose altamente hidrofóbicos e lipofóbicos (ângulos de contacto com água e diiodometano de 136º e 109º, respectivamente) por um processo simples, envolvendo tempos de tratamento tão curtos como 0.5 min. Este comportamento omnifóbico foi gerado pelo efeito sinergético entre a diminuição de energia de superfície das fibras, devido à presença de grupos metilo dos resíduos de TCMS ligados a estas, e a condensação dos resíduos de TCMS na forma de micro- e nano-partículas inorgânicas, que levou à criação de um revestimento rugoso à superfície das fibras, conforme observado por RMN de 29Si e SEM, respectivamente. A pré-humidificação das fibras de celulose demonstrou desempenhar um importante papel de “acelerador” dos processos de hidrólise e condensação das moléculas de TCMS. Nestas condições, o tempo de tratamento foi um dos parâmetros mais relevantes, pois para tempos de tratamento muito curtos (0.5 min) os materiais resultantes não apresentaram quaisquer diferenças a nível de propriedades físico-químicas em relação ao substrato de partida (a humidade em excesso consumiu todo o TCMS antes que este conseguisse reagir com os grupos hidroxilo das fibras de celulose), possuindo, por exemplo, valores de ângulos de contacto com água idênticos. Para tempos de tratamento mais longos, como 30 min, os materiais finais apresentaram a maior quantidade de componentes inorgânicos, tal como verificado por EA e TGA. Assim, o controlo da humidade das fibras é imperativo para se poder moldar as propriedades finais dos produtos. Esta última abordagem é particularmente promissora uma vez que tem como base um sistema simples e “verde” que pode ser facilmente implementado. Em conclusão, este trabalho permitiu demonstrar que a modificação química heterogénea controlada das fibras de celulose representa uma iniciativa promissora para a preparação de novos materiais obtidos a partir de recursos renováveis, com propriedades interessantes e passíveis de ser potencialmente aplicados em diferentes áreas. Para além do mais, as estratégias de modificação estudadas podem também ser precursoras de novos estudos que possam vir a ser desenvolvidos dentro do mesmo âmbito.
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A strategy is presented that exploits the ability of synthetic polymers of different nature to disturb the strong selfassembly capabilities of amyloid based β-sheet forming peptides. Following a convergent approach, the peptides of interest were synthesized via solid-phase peptide synthesis (SPPS) and the polymers via reversible addition−fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, followed by a copper(I) catalyzed azide− alkyne cycloaddition (CuAAC) to generate the desired peptide− polymer conjugates. This study focuses on a modified version of the core sequence of the β-amyloid peptide (Aβ), Aβ(16−20) (KLVFF). The influence of attaching short poly(Nisopropylacrylamide) and poly(hydroxyethylacrylate) to the peptide sequences on the self-assembly properties of the hybrid materials were studied via infrared spectroscopy, TEM, circular dichroism and SAXS. The findings indicate that attaching these polymers disturbs the strong self-assembly properties of the biomolecules to a certain degree and permits to influence the aggregation of the peptides based on their β-sheets forming abilities. This study presents an innovative route toward targeted and controlled assembly of amyloid-like fibers to drive the formation of polymeric nanomaterials.