Modification of Nanoporous Silicon Nitride with Stable and Functional Organic Monolayers.
Modification of Nanoporous Silicon Nitride with Stable and Functional Organic Monolayers.
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用稳定且功能性的有机单层对纳米多孔氮化硅进行改性。
DOI：
10.1021/acs.chemmater.6b05392
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shestopalov,AlexanderA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li,Xunzhi;Johnson,Dean;Ma,Wenchuan;Chung,Henry;Getpreecharsawas,Jirachai;McGrath,JamesL;Shestopalov,AlexanderA
本研究描述了在薄的纳米多孔氮化硅膜上形成功能性有机单层。我们证明了气相碳插入表面的C-H键可以用来在纳米多孔材料上形成亚5纳米的分子涂层，这可以进一步用单层聚乙二醇（PEG）分子修饰。我们研究了功能化单层膜的组成、厚度和稳定性，以及膜通透性和孔径分布的变化。我们发现，由于涂层厚度低（约7 nm），功能化膜保留了80%的原始气体渗透率和40%的原始水力渗透率。我们还发现，carbene/PEG功能化在暴露于水中48小时内具有水解稳定性，并且可以抑制蛋白质BSA和IgG的非特异性吸附。我们的研究结果表明，在纳米多孔材料的化学功能化中，气相羰基化可以作为传统自组装和聚合物刷化学的补充技术，这些技术在作为不堵塞纳米膜孔的稳定涂层的能力方面受到限制。
This study describes the formation of functional organic monolayers on thin, nanoporous silicon nitride membranes. We demonstrate that the vapor-phase carbene insertion into the surface C–H bonds can be used to form sub-5 nm molecular coatings on nanoporous materials, which can be further modified with monolayers of polyethylene glycol (PEG) molecules. We investigate composition, thickness, and stability of the functionalized monolayers and the changes in the membrane permeability and pore size distribution. We show that, due to the low coating thickness (∼7 nm), the functionalized membrane retains 80% of the original gas permeance and 40% of the original hydraulic permeability. We also show that the carbene/PEG functionalization is hydrolytically stable for up to 48 h of exposure to water and that it can suppress nonspecific adsorption of the proteins BSA and IgG. Our results suggest that the vapor-phase carbenylation can be used as a complementary technology to the traditional self-assembly and polymer brush chemistries in chemical functionalization of nanoporous materials, which are limited in their ability to serve as stable coatings that do not occlude nanomembrane pores.
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影响因子：
9.5
作者：
J. Winans;Karl J. P. Smith;T. Gaborski;J. Roussie;J. McGrath
通讯作者：
J. Winans;Karl J. P. Smith;T. Gaborski;J. Roussie;J. McGrath
影响因子：
17.1
作者：
Gaborski TR;Snyder JL;Striemer CC;Fang DZ;Hoffman M;Fauchet PM;McGrath JL
通讯作者：
McGrath JL
AES 和 XPS 定量。
DOI：
10.1201/9780203741528-2
发表时间：
1993
期刊：
Interface Science and Technology
影响因子：
--
作者：
M. Seah
通讯作者：
M. Seah
影响因子：
15
作者：
Hurley, Patrick T.;Nemanick, E. Joseph;Lewis, Nathan S.
通讯作者：
Lewis, Nathan S.
影响因子：
3.5
作者：
J. Getpreecharsawas;J. McGrath;D. Borkholder
通讯作者：
J. Getpreecharsawas;J. McGrath;D. Borkholder