Samoorganizacja nanocząstekmetali

Wiktor Lewandowski, Michał Wójcik, Joanna Matraszek, Józef Mieczkowski, Damian Pociecha, Ewa Górecka

wlewandowski@chem.uw.edu.pl

Top-downBottom-up

Synteza nanocząstek

REDUKTOR

JONY

DODATKI

LIGAND

Au@DT Brust M., Chem. Commun. (1994)1Samoorganizacja nanocząstek 2

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assembly

Synteza nanocząstek złota

HAuCl4

MTOAC

C10H21SHNaBH4

H2OMeOH, 4 ˚C

Au@DT1mg/ml 10x 20x 40x 100x

Metoda Brusta-Shiffrin’a2 nm nanocząstki

agregacjaBRAK LIGANDU

BaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek

Au

Ag

Pt

Co

Synteza nanocząstek

JONY

REDUKTOR

DODATKI

LIGAND

AuCl4-

PtCl6-

AgNO3

AuCl3nano-stopy

struktury typu core-shell

Co(CO)6

AgClO4

Samoorganizacja nanocząstek 2

DODATKI

LIGAND

Metody chemiczne

Metody fizykochemiczne

Metody biologiczne

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assembly

Synteza nanocząstek

REDUKTORNaBH4

UVtemperaturaultradźwięki

kwas cytrynowy

Pseudomonas aeruginosa

CO

metanolN2H4

Husseiny, 2007

Samoorganizacja nanocząstek 2

LIGAND

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assembly

Synteza nanocząstek

-NH2-SH -OH-COOH‘grupa dokująca’

Samoorganizacja nanocząstek 2

DODATKIAgNO3

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assembly

Właściwości nanocząstek metali

WŁAŚCIWOŚCI NIEORGANICZNE

jądro

WŁAŚCIWOŚCI ORGANICZNE

warstwa organiczna

SYNERGIA

magnetyczne, optyczne, elektryczne stabilizacja, rozpuszczalność, samoorganizacjasamoorganizacja

μm

nm

podwójne bottom-up

zmniejszanie skali

% atomów powierzchniowych

kwantowanie energii

Samoorganizacja nanocząstek 3

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assembly

Pierwotne opłaszczenie

1mg/ml 10x 20x 40x 100x

BCCHCP FCC

Au@DT

Powierzchnie oczekiwane dlaupakowania kul.

Jednorodna wielkość nanocząstek.

HCP

FCC

BCC

74.04%

74.04%

68.02 %

Samoorganizacja nanocząstek 4

Samoorganizacja w chemii

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assemblySamoorganizacja nanocząstek 9

O

O

O

O

O

SH

O O

O O

O

O

O

O

O O

SH

OSH

OSH

CN

nie

POM – nieDSC - tak

In et al. (2005)

Kanayama et al., (2001)

Marx et al., (2008)

nie

Samoorganizacja w chemii

Kumar et al., (2007)

KSZTAŁT MOLEKUŁY MOLEKUŁA MEZOGENICZNY?

nie

BaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 10

SHO

O

O

OC12H25

OC12H25

OC12H25

OC12H25

faza kubicznatylko WAXD/SAXS

OCH3O

OOC8H17

OC11H22S

Cseh and Mehl, (2006, 2009)

Donnio et al., (2007)

Samoorganizacja w chemii

KSZTAŁT MOLEKUŁY MOLEKUŁĄ MEZOGENICZNY?

BaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 11

Nasze badania

HOOC ClOC CH2Br ROOC CH2BrBr2, hv ROH, pyridyne

SOCl2, CHCl3, rf. toluene

ROOC CH2O OHKI, K2CO3, 110

oC

1-methyl-2-pirolidone

OHOH

ROOC CH2O O(CH2)10Br

THF, 10-bromodecan-1-ol

P(Ph)3, DIAD

HMDT, TBAF, THF, -10oC

O SHROOC CH2O

R

BaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 14

Nasze badania

OSH

OO

O

CH3

CH3

OSH

OO

O

CH3

CH3

1

2

BaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 15

Nasze badania

Au@1

BCO

Au@1

Au@1Au@2

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assemblyBaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 16

OutlineMetamateriałyMetamateriały to sztucznie wytworzone materiały wykazujące odpowiedź elektromagnetyczną nie znane w naturze.

Ujemny współczynnik załamania światła

Metamateriały z nanocząstek??

Pendry model; PRL (2000)

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assemblyBaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek 17

Dziękuję za uwagę!!

BaltChem Conference April 5, 2009 Metal nanoparticles self assemblyBaltChem Conference April 5, 2009 Samoorganizacja nanocząstek

P. aeruginosa

• wielkość zależna od gatunku (40, 25, 15 nm)

• duży rozrzut wielkości (+/- 30%)

Mikroorganizm Typ nanocząstek Lokalizacja syntezy Bibliografia

Pseudomonas aeruginosa Au pozakomórkowa Husseiny, 2007

Thermonospora sp. Au pozakomórkowa Ahmad, 2003

Lactobacillus sp. AuAg wewnątrzkomórkowa Nair, 2002

Thermonospora sp.

• wielkość 8nm

• mały rozrzut wielkości

Lactobacillus sp.

• dwa typy nanocząstek

(20-30 i ponad100 nm)

OutlineSynteza biologiczna

BaltChem Conference April 5, 2009Wiosenny Zjazd PTTChem 22-26 kwietnia 2009 Samoorganizacja nanocząstek