ポリメライズされたPolyHEMA光学結晶:pHとエタノールセンサー材料
Xiangling Xu1, Alexander V Goponenko, Sanford A Asher
1Department of Chemistry, University of Pittsburgh, Pittsburgh, Pennsylvania 15260, USA.
Journal of the American Chemical Society
|February 15, 2008
まとめ
高電荷の結晶型コロイド配列 (CCA) が製造され,ポリマーでコーティングされました. これらの光子結晶は,敏感なエタノールとpHセンサーとして機能し,フローリー理論によってモデル化された調節可能な difraktion 特性を持っています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- コロイド科学 コロイド科学
背景:
- 単分散のシリカ粒子は,ストーバー工法で合成されます.
- 表面の改変は,ポリシュチレンコーティングとシュチレン硫酸塩酸のポリメリゼーションの接ぎ木によって達成され,充電粒子が生成されます.
研究 の 目的:
- 自己組み立ての結晶型コロイド配列 (CCA) を作成し,ポリマー浸透型CCA (PCCA) を開発する.
- PCCAのエタノール濃度およびpHの検出能力を調査する.
- 理論的フレームワークを使用してPCCAの光学応答をモデリングする.
主な方法:
- シリカ合成のためのストーバー工法,その後ポリシュチレンコーティングと硫化工法.
- ハイドロキシエチルメタクリlate (HEMA) をCCAの周りにポリマー化してPCCAを形成する.
- 水素フッ素酸でシリカコアをエッチングして3D空白配列を作成します.
- 二次ポリメリゼーションによるpH感度のためのカルボキシル基の組み込み.
主要な成果:
- HEMAのPCCAは,可視スペクトル全体をカバーする,エタノール濃度で繊細な difrraction shiftを示します.
- フロリー理論は,微分波長のエタノール濃度依存性を正確にモデル化しています.
- 炭酸化PCCAは,異なったイオン強度でpHの変化に反応し,ドーナン電位形成によるヒステレスを示します.
結論:
- 製造されたPCCAは,エタノールとpHの効果的な光学結晶センサーとして機能します.
- PCCAの光学反応は,フローリー理論を用いて調整しモデル化することができます.
- pH応答のヒステリーシスはドーナンポテンシャルに起因し,低プロトン拡散によるゆっくりとした運動量がある.
