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

 

Матрикс
Матрикс

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.