Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
AFM изображение полученного порфиринового монослоя на Si(100)
Схематическое изображение 10,15,20-тетракис(гидроксифенил)порфирина
Схема ковалентного осаждения профирина на модифицированную кремниевую подложку

Осаждаем порфирин

Ключевые слова:  AFM, XPS, кремний, периодика, порфирин

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

30 сентября 2007

Модификация ("функционализация") неорганических поверхностей путем иммобилизации органических соединений представляется интересным способом синтеза гибридных органо - неорганических наноматериалов [1]. Так, использование проводящей (100) поверхности кремния является потенциально интересным для создания материалов для оптоэлектроники. Для ее функционализации перспективно органическое вещество порфирин (см. рисунок структуры), которое широко исследуется именно вследствие своих интересных электрических и оптических свойств. Обычно тонкие порфирин-содержащие пленки получают сублимацией, центрифугированием или известным методом Лэнгмюра-Блоджетт. К сожалению, эти методы плохо позволяют контролировать структуру и морфологию пленки, кроме того, конечные пленки оказываются растворимы в органических растворителях. Недавно порфириновые монослои были осаждены методом самосборки (SAM - self - assembling monolayers) [2]. Этот простой прием наиболее эффективен, когда достигается ковалентное связывание макроциклических соединений с поверхностными группами на различных подложках, что позволяет хорошо контролировать организацию молекул в монослое [3]. Упорядоченные молекулы порфирина, присоединенные к кремниевой подложке, могут быть использованы и в качестве материалов для хранения информации [4]. Особенное внимание в качестве подложки привлекает именно кремний из-за простоты предварительной подготовки поверхности.

Все это побудило ученых из Катании к созданию ковалентно связанного монослоя 5,10,15,20-тетракис(гидроксифенил)порфирина (рис. 1) на поверхности кремния. Схема получения представлена на рис. 2 и включает в себя:

  • обработку поверхности метиловым эфиром длинноцепочечной карбоновой кислоты
  • последующую реакцию эфира с третбутилоксидом калия, растворенном в ДМСО, и затем
  • ковалентное присоединение производного порфирина из водного раствора.

При этом надо отметить, что из безводного ДМСО осаждение не происходило, что может быть объяснено тем, что равновесие реакции осаждения сдвинуто вправо именно благодаря присутствию на поверхности ОН--групп. Получившийся порфириновый слой прочно связан с поверхностью и не может быть с нее смыт простым растворением. AFM изображение поверхности полученного монослоя приведено на рис. 3. Полученный материал обладает люминесцентными свойствами, что еще больше расширяет область его потенциального применения.

  1. Osa, T.; Fujihira,M. Nature1976, 264, 349.
  2. Li, D. Q.; Swanson, B. I.; Robinson, J. M.; Hoffbauer, M. A. J. Am. Chem. Soc.1993, 115, 6975.
  3. Zhang, Z.; Hou, S.; Zhu, Z.; Liu, Z. Langmuir 2000, 16, 537.
  4. Liu, Z.; Yasseri, A. A.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. Science 2003, 302, 1543.

Уточникова Валентина


Источник: Nano letters



Комментарии
Кушнир Сергей Евгеньевич, 30 сентября 2007 15:27 
Gulino et al., Assembled Luminescent Porphyrin Monolayer в каком журнале смотреть? Неужели в нанометре!
Гудилин Евгений Алексеевич, 30 сентября 2007 15:39 
В нанолеттерс, ссылку исправим, Валя просто не поняла, как это делается.
Shvarev Alexey Y, 30 сентября 2007 21:04 
Да-с, стою на асфальте в лыжи обутый... Из серии куда нам запихнуть порфирин, куда мы его раньше не запихивали за последние полсотни лет? Изобрели силанизацию в очередной раз. Только и делают, что поверхности модифицируют, просто умодифицировались, дальше некуда. Давайте лучше тогда определим нанотехнологию как то

чем занимается Джек,
который печатает статьи в НаноЛеттерс,
которые выпускает АЙ-СИ-ЭС,
которое собирает с нас членские взносы...
Гудилин Евгений Алексеевич, 30 сентября 2007 21:42 
"Рабочая статья". Ну есть такая
В веках прославлен Ломоносов
Отнюдь не сбором членских взносов

Да ладно, старались ребята, картинки вот какие красивые, чего бы нам про них не написать :)

Да, Евгений Алексеевич, проведите мне мастер-класс по оформлению заметок в НМ
Трусов Л. А., 01 октября 2007 12:41 
наверное, надо посмотреть, как это делают другие.
------ Только и делают, что поверхности модифицируют, просто умодифицировались, дальше некуда.-----

Нескромный вопрос: а сам такое пробовал? Получить ВОСПРОИЗВОДИМУЮ поверхность со строго заданными свойствами ой как непросто.

Порадовал "третбутилоксид калия". По русски как-то принято говорить третбутилат калия.
Вообще от вида схемы модификации поверхности пришёл в себя "пацтулом".
Проще её окрестить как "убей себя об стену"
На первой стадии получаем "пиранью" (смесь серки и перекиси водорода) и ДОБАВЛЯЕМ в неё органическое вещество

... Результаты будут на стене. Даже греть не надо.
Вторая стадия - интересный способ снятия метильной защиты. Только воды в ДМСО ни в коем разе быть не должно. Иначе ничего не выйдет. Итак, получили привитую карбоновую кислоту.
Добавили СОЛЬ порфирина и... он привязался.
Аплодисменты. Два раза. Соль слабой кислоты (фенола) прореагировала с сильной кислотой (карбоновой) с образованием сложного эфира.
Shvarev Alexey Y, 01 октября 2007 20:00 
Пробовал, пробовал. Силанизируем стеклышки мы уполне успешно, отмыв их в пиранье.

Стёклышки, наверное, силикатные?
В принципе, по ним работ уже немеряно.
Могу предложить разработать схему силанизации (или иной модификации) поверхности полиэтиленовой плёнки. . Сразу предупреждаю, патентам после 1980 года я не поверю.
Бурнин Андрей, 03 октября 2007 06:41 
Александр Ринатович, в каталоге Gelest эта схема имеет место быть, там же и реактивчики под это дело

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ступени додецилсульфата натрия
Ступени додецилсульфата натрия

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.