916 resultados para Self-assembled monomolecular film
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This article describes the highly sensitive and selective determination of epinephrine (EP) using self-assembled monomolecular film (SAMF) of 1,8,15,22-tetraamino-phthalocyanatonickel(II) (4α-NiIITAPc) on Au electrode. The 4α-NiIITAPc SAMF modified electrode was prepared by spontaneous adsorption of 4α-NiIITAPc from dimethylformamide solution. The modified electrode oxidizes EP at less over potential with enhanced current response in contrast to the bare Au electrode. The standard heterogeneous rate constant (k°) for the oxidation of EP at 4α-NiIITAPc SAMF modified electrode was found to be 1.94×10−2 cm s−1 which was much higher than that at the bare Au electrode. Further, it was found that 4α-NiIITAPc SAMF modified electrode separates the voltammetric signals of ascorbic acid (AA) and EP with a peak separation of 250 mV. Using amperometric method the lowest detection limit of 50 nM of EP was achieved at SAMF modified electrode. Simultaneous amperometric determination of AA and EP was also achieved at the SAMF modified electrode. Common physiological interferents such as uric acid, glucose, urea and NaCl do not interfere within the potential window of EP oxidation. The present 4α-NiIITAPc SAMF modified electrode was also successfully applied to determine the concentration of EP in commercially available injection.
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Self-assembled monomolecular films of 1,8,15,22-tetraaminophthalocyanatocobalt(II) (4α-CoIITAPc) and 2,9,16,23-tetraaminophthalocyanatocobalt(II) (4β-CoIITAPc) on Au surfaces were prepared by spontaneous adsorption from solution. These films were characterized by cyclic voltammetry and Raman spectroscopy. Both the surface coverage (Γ) and intensity of the in-plane stretching bands obtained from Raman studies vary for these monomolecular films, indicating different orientations adopted by them on Au surfaces. The 4α-CoIITAPc-modified electrode exhibits an E1/2 of 0.35 V, while the 4β-CoIITAPc-modified electrode exhibits an E1/2 of 0.19 V, corresponding to the CoII/CoIII redox couple in 0.1 M H2SO4. The Γ estimated from the charge associated with the oxidation of Co(II) gives (2.62 ± 0.10) × 10-11 mol cm-2 for 4α-CoIITAPc and (3.43 ± 0.14) × 10-10 mol cm-2 for 4β-CoIITAPc. In Raman spectral studies, the intensity ratio between in-plane phthalocyanine (Pc) stretching and the Au−N stretching was found to be 6.6 for 4β-CoIITAPc, while it was 1.6 for 4α-CoIITAPc. The obtained lower Γ and intensity ratio values suggest that 4α-CoIITAPc adopts nearly a parallel orientation on the Au surface, while the higher Γ and intensity ratio values suggest that 4β-CoIITAPc adopts a perpendicular orientation. The electrochemical reduction of dioxygen was carried out using these differently oriented Pc's in phosphate buffer solution (pH 7.2). Both the Pc's catalyze the reduction of dioxygen; however, the 4α-CoIITAPc-modified electrode greatly reduces the dioxygen reduction overpotential compared to 4β-CoIITAPc-modified and bare Au electrodes.
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The nanostructured surface of biomaterials plays an important role in improving their in vitro cellular bioactivity as well as stimulating in vivo tissue regeneration. Inspired by the mussel’s adhesive versatility, which is thought to be due to the plaque–substrate interface being rich in 3,4-dihydroxy-L-phenylalamine (DOPA) and lysine amino acids, in this study we developed a self-assembly method to prepare a uniform calcium phosphate (Ca-P)/polydopamine composite nanolayer on the surface of b-tricalcium phosphate (b-TCP) bioceramics by soaking b-TCP bioceramics in Tris–dopamine solution. It was found that the addition of dopamine, reaction temperature and reaction time are three key factors inducing the formation of a uniform Ca-P/polydopamine composite nanolayer. The formation mechanism of a Ca-P/polydopamine composite nanolayer involved two important steps: (i) the addition of dopamine to Tris–HCl solution decreases the pH value and accelerates Ca and P ionic dissolution from the crystal boundaries of b-TCP ceramics; (ii) dopamine is polymerized to form self-assembled polydopamine film and, at the same time, nanosized Ca-P particles are mineralized with the assistance of polydopamine, in which the formation of polydopamine occurs simultaneously with Ca-P mineralization (formation of nanosized microparticles composed of calcium phosphate-based materials), and finally a self-assembled Ca-P/polydopamine composite nanolayer forms on the surface of the b-TCP ceramics. Furthermore, the formed self-assembled Ca-P/polydopamine composite nanolayer significantly enhances the surface roughness and hydrophilicity of b-TCP ceramics, and stimulates the attachment, proliferation, alkaline phosphate (ALP) activity and bone-related gene expression (ALP, OCN, COL1 and Runx2) of human bone marrow stromal cells. Our results suggest that the preparation of self-assembled Ca-P/polydopamine composite nanolayers is a viable method to modify the surface of biomaterials by significantly improving their surface physicochemical properties and cellular bioactivity for bone regeneration application.
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Protein nanoparticles (NPs) have found significant applications in drug delivery due to their inherent biocompatibility, which is attributed to their natural origin. In this study, bovine serum abumin (BSA) nanoparticles were introduced in multilayer thin film via layer-by-layer self-assembly for localized delivery of the anticancer drug Doxorubicin (Dox). BSA nanoparticles (similar to 100 nm) show a high negative zeta potential in aqueous medium (-55 mV) and form a stable dispersion in water without agglomeration for a long period. Hence, BSA NPs can be assembled on a substrate via layer-by-layer approach using a positively charged polyelectrolyte (chitosan in acidic medium). The protein nature of these BSA nanoparticles ensures the biocompatibility of the film, whereas the availability of functional groups on this protein allows one to tune the property of the self-assembly to have a pH-dependent drug release profile. The growth of multilayer thin film was monitored by UV-visible spectroscopy, and the films were further characterized by atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The drug release kinetics of these BSA nanoparticles and their self-assembled thin film has been compared at a physiological pH of 7.4 and an acidic pH of 6.4.
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earth (Eu3+, Dy3+)-heteropolytungstate thin films were fabricated by self-assembly method successfully. The thin films give off strong fluorescence, which can be observed by eyes upon UV irradiation. The characteristic emission behaviors of the rare earth ions in self-assembled thin film were investigated compared with those of the corresponding solids. It is noticed that the intensity ratio between D-5(0) --> F-7(2) and D-5(0) --> F-7(1) of Eu3+ and the intensity ratio between F-4(9/2) --> H-6(13/2) and F-4(9/2) --> H-6(15/2) of Dy3+ in the self-assembled films are different from those of the corresponding solids. Furthermore, the self-assembled films present shorter fluorescence lifetimes than the corresponding solids. The reasons for these results have been discussed.
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We control the stiffnesses of two dual double cantelevers placed in series to control penetration into a perflurooctyltrichlorosilane monolayer self assembled on aluminium and silicon substrates. The top cantilever which carries the probe is displaced with respect to the bottom cantilever which carries the substrate, the difference in displacement recorded using capacitors gives penetration. We further modulate the input displacement sinusoidally to deconvolute the viscoelastic properties of the monolayer. When the intervention is limited to the terminal end of the molecule there is a strong viscous response in consonance with the ability of the molecule to dissipate energy by the generation of gauche defects freely. When the intervention reaches the backbone, at a contact mean pressure of 0.2GPa the damping disappears abruptly and the molecule registers a steep rise in elastic modulus and relaxation time constant, with increasing contact pressure. We offer a physical explanation of the process and describe this change as due to a phase transition from a liquid like to a solid like state.
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We control the stiffnesses of two dual double cantelevers placed in series to control penetration into a perflurooctyltrichlorosilane monolayer self assembled on aluminium and silicon substrates. The top cantilever which carries the probe is displaced with respect to the bottom cantilever which carries the substrate, the difference in displacement recorded using capacitors gives penetration. We further modulate the input displacement sinusoidally to deconvolute the viscoelastic properties of the monolayer. When the intervention is limited to the terminal end of the molecule there is a strong viscous response in consonance with the ability of the molecule to dissipate energy by the generation of gauche defects freely. When the intervention reaches the backbone, at a contact mean pressure of 0.2GPa the damping disappears abruptly and the molecule registers a steep rise in elastic modulus and relaxation time constant, with increasing contact pressure. We offer a physical explanation of the process and describe this change as due to a phase transition from a liquid like to a solid like state.
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A novel self-assembled dual-layer film as apotential excellent lubricant for micromachines was successfully prepared on single-crystal silicon substrate by chemical adsorption of stearic acid (STA) molecules on self-assembled monolayer of 3-aminopropyltri
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Organic thin-film transistors based on polycrystalline copper phthalocyanine (CuPc) were fabricated by using poly(vinyl alcohol) as gate dielectric. After treatment of the gate dielectric using an octadecyltrichlorosilane self-assembled monolayer, a mobility of up to 0.11 cm2/V∈s was achieved, which is comparable to that of single-crystal CuPc devices (0.1-1 cm2/V∈s). The surface morphology was analyzed and the possible reasons for the enhanced mobility are discussed. © 2009 Springer-Verlag.
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Illustrated in this paper are two examples of altering planar growth into self-assembled island formation by adapting experimental conditions. Partial oxidation, undersaturated solution and high temperature change Frank-Van der Merwe (FM) growth of Al0.3Ga0.7As in liquid phase epitaxy (LPE) into isolated island deposition. Low growth speed, high temperature and in situ annealing in molecular beam epitaxy (MBE) cause the origination of InAs/GaAs quantum dots (QDs) to happen while the film is still below critical thickness in Stranski-Krastanow (SK) mode. Sample morphologies are characterized by scanning electron microscopy (SEM) or atomic force microscopy (AFM). It is suggested that such achievements are of value not only to fundamental researches but also to spheres of device applications as well. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Two- and three-dimensional Au nanoparticle/[tetrakis(N-methylpyridyl)porphyrinato]cobalt (CoTMPyP) nanostructured materials were prepared by "bottom-up" self-assembly. The electrocatalytic and plasmonic properties of the Au nanoparticle/CoTMPyP self-assembled nanostructured materials (abbreviated as Au/CoTMPyP SANMs) are tunable by controlled self-assembly of the An nanoparticles and CoTMPyP on indium tin oxide (ITO) electrode. The electrocatalytic activity of the Au/CoTMPyP SANMs can be tuned in two ways. One way is that citrate-stabilized An nanoparticles are positioned first on ITO surface with tunable number density, and then positively charged CoTMPyP ions are planted selectively on these gold sites. The other way is that An nanoparticles and CoTMPyP are deposited by virtue of layer-by-layer assembly, which can also tune the amount of the as-deposited electrocatalysts. FE-SEM studies showed that three-dimensional SANMs grow in the lateral expansion mode, and thermal annealing resulted in both surface diffusion of nanoparticles and atomic rearrangement to generate larger gold nanostructures with predominant (I 11) facets.
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Les microcantileviers fonctionnalisés offrent une plateforme idéale pour la nano- et micro-mécanique et pour le développement de (bio-) capteurs tres sensible. Le principe d’opération consiste dans des évènements physicochimiques qui se passent du côté fonctionnalisé du microcantilevier induisant une différence de stress de surface entre les deux côtés du cantilevier qui cause une déflexion verticale du levier. Par contre, les facteurs et les phénomènes interfacials qui régissent la nature et l'intensité du stress de surface sont encore méconnus. Pour éclaircir ce phénomène, la première partie de cette thèse porte sur l'étude des réactions de microcantileviers qui sont recouverts d'or et fonctionnalisés par une monocouche auto-assemblée (MAA) électroactive. La formation d'une MAA de ferrocènylundécanethiol (FcC11SH) à la surface d'or d'un microcantilevier est le modèle utilisé pour mieux comprendre le stress de surface induit par l’électrochimie. Les résultats obtenus démontrent qu'une transformation rédox de la MAA de FcC11SH crée un stress de surface qui résulte dans une déflexion verticale du microcantilevier. Dépendamment de la flexibilité du microcantilevier, cette déflexion peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres. L’oxydation de cette MAA de FcC11SH dans un environnement d'ions perchlorate génère un changement de stress de surface compressive. Les résultats indiquent que la déflexion du microcantilevier est due à une tension latérale provenant d'une réorientation et d'une expansion moléculaire lors du transfért de charge et de pairage d’anions. Pour vérifier cette hypothèse, les mêmes expériences ont été répéteés avec des microcantileviers qui ont été couverts d'une MAA mixte, où les groupements électroactifs de ferrocène sont isolés par des alkylthiols inactifs. Lorsqu’un potentiel est appliqué, un courant est détecté mais le microcantilevier ne signale aucune déflexion. Ces résultats confirment que la déflexion du microcantilevier est due à une pression latérale provenant du ferrocènium qui se réorganise et qui crée une pression sur ses pairs avoisinants plutôt que du couplage d’anions. L’amplitude de la déflexion verticale du microcantilevier dépend de la structure moléculaire de la MAA et du le type d’anion utilisés lors de la réaction électrochimique. Dans la prochaine partie de la thèse, l’électrochimie et la spectroscopie de résonance de plasmon en surface ont été combinées pour arriver à une description de l’adsorption et de l’agrégation des n-alkyl sulfates à l’interface FcC11SAu/électrolyte. À toutes les concentrations de solution, les molécules d'agent tensio-actif sont empilées perpendiculairement à la surface d'électrode sous forme de monocouche condensé entrecroisé. Cependant, la densité du film spécifiquement adsorbé s'est avérée être affectée par l'état d'organisation des agents tensio-actifs en solution. À faible concentration, où les molécules d'agent tensio-actif sont présentes en tant que monomères solvatés, les monomères peuvent facilement s'adapter à l’évolution de la concentration en surface du ferrocènium lors du balayage du potential. Cependant, lorsque les molécules sont présentes en solution en tant que micelles une densité plus faible d'agent tensio-actif a été trouvée en raison de l'incapacité de répondre effectivement à la surface de ferrocenium générée dynamiquement.
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Deutsch:In der vorliegenden Arbeit konnten neue Methoden zur Synthese anorganischer Materialien mit neuartiger Architektur im Mikrometer und Nanometer Maßstab beschrieben werden. Die zentrale Rolle der Formgebung basiert dabei auf der templatinduzierten Abscheidung der anorganischen Materialien auf selbstorganisierten Monoschichten. Als Substrate eignen sich goldbedampfte Glasträger und Goldkolloide, die eine Mittelstellung in der Welt der Atome bzw. Moleküle und der makroskopischen Welt der ausgedehnten Festkörper einnehmen. Auf diesen Substraten lassen sich Thiole zu einer monomolekularen Schicht adsorbieren und damit die Oberflächeneigenschaften des Substrates ändern. Ein besonderer Schwerpunkt bei dieser Arbeit stellt die Synthese speziell auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung ausgerichteten Thiole dar.Im ersten Teil der Arbeit wurden goldbedampfte Glasoberflächen als Template verwendet. Die Abscheidung von Calciumcarbonat wurde in Abhängigkeit der Schichtdicke der adsorbierten Monolage untersucht. Aragonit, eine der drei Hauptphasen des Calciumcarbonat Systems, wurde auf polyaromatischen Amid - Oberflächen mit Schichtdicken von 5 - 400 nm Dicke unter milden Bedingung abgeschieden. Die einstellbaren Parameter waren dabei die Kettenlänge des Polymers, der w-Substituent, die Bindung an die Goldoberfläche über Verwendung verschiedener Aminothiole und die Kristallisationstemperatur. Die Schichtdickeneinstellung der Polymerfilme erfolgte hierbei über einen automatisierten Synthesezyklus.Titanoxid Filme konnten auf Oberflächen strukturiert werden. Dabei kam ein speziell synthetisiertes Thiol zum Einsatz, das die Funktionalität einer Styroleinheit an der Oberflächen Grenze als auch eine Möglichkeit zur späteren Entfernung von der Oberfläche in sich vereinte. Die PDMS Stempeltechnik erzeugte dabei Mikrostrukturen auf der Goldoberfläche im Bereich von 5 bis 10 µm, die ihrerseits über die Polymerisation und Abscheidung des Polymers in den Titanoxid Film überführt werden konnten. Drei dimensionale Strukturen wurden über Goldkolloid Template erhalten. Tetraethylenglykol konnte mit einer Thiolgruppe im Austausch zu einer Hydroxylgruppe monofunktionalisiert werden. Das erhaltene Molekül wurde auf kolloidalem Gold selbstorganisiert; es entstand dabei ein wasserlösliches Goldkolloid. Die Darstellung erfolgte dabei in einer Einphasenreaktion. Die so erhaltenen Goldkolloide wurden als Krstallisationstemplate für die drei dimensionale Abscheidung von Calciumcarbonat verwendet. Es zeigte sich, dass Glykol die Kristallisation bzw. den Habitus des krsitalls bei niedrigem pH Wert modifiziert. Bei erhöhtem pH Wert (pH = 12) jedoch agieren die Glykol belegten Goldkolloide als Template und führen zu sphärisch Aggregaten. Werden Goldkolloide langkettigen Dithiolen ausgesetzt, so führt dies zu einer Aggregation und Ausfällung der Kolloide aufgrund der Vernetzung mehrer Goldkolloide mit den Thiolgruppen der Alkyldithiole. Zur Vermeidung konnte in dieser Arbeit ein halbseitig geschütztes Dithiol synthetisiert werden, mit dessen Hilfe die Aggregation unterbunden werden konnte. Das nachfolgende Entschützten der Thiolfunktion führte zu Goldkolloiden, deren Oberfläche Thiol funktionalisiert werden konnte. Die thiolaktiven Goldkolloide fungierten als template für die Abscheidung von Bleisulfid aus organisch/wässriger Lösung. Die Funktionsweise der Schutzgruppe und die Entschützung konnte mittels Plasmonenresonanz Spektroskopie verdeutlicht werden. Titanoxid / Gold / Polystyrol Komposite in Röhrenform konnten synthetisiert werden. Dazu wurde ein menschliches Haar als biologisches Templat für die Formgebung gewählt.. Durch Bedampfung des Haares mit Gold, Assemblierung eines Stryrolmonomers, welches zusätzlich eine Thiolfunktionalität trug, Polymerisation auf der Oberfläche, Abscheidung des Titanoxid Films und anschließendem Auflösen des biologischen Templates konnte eine Röhrenstruktur im Mikrometer Bereich dargestellt werden. Goldkolloide fungierten in dieser Arbeit nicht nur als Kristallisationstemplate und Formgeber, auch sie selbst wurden dahingehend modifiziert, dass sie drahtförmige Agglormerate im Nanometerbereich ausbilden. Dazu wurden Template aus Siliziumdioxid benutzt. Zum einen konnten Nanoröhren aus amorphen SiO2 in einer Sol Gel Methode dargestellt werden, zum anderen bediente sich diese Arbeit biologischer Siliziumoxid Hohlnadeln aus marinen Schwämmen isoliert. Goldkolloide wurden in die Hohlstrukturen eingebettet und die Struktur durch Ausbildung von Kolloid - Thiol Netzwerken mittels Dithiol Zugabe gefestigt. Die Gold-Nanodrähte im Bereich von 100 bis 500 nm wurden durch Auflösen des SiO2 - Templates freigelegt.
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We present results of photoluminescence spectroscopy and lifetime measurements on thin film hybrid arrays of semiconductor quantum dots and metal nanoparticles embedded in a block copolymer template. The intensity of emission as well as the measured lifetime would be controlled by varying the volume fraction and location of gold nanoparticles in the matrix. We demonstrate the ability to both enhance and quench the luminescence in the hybrids as compared to the quantum dot array films while simultaneously engineering large reduction in luminescence lifetime with incorporation of gold nanoparticles. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3483162].