Liquid-Crystalline Organic-Inorganic Hybrid Superlattice: Development of Light-Controllable Metamaterials

液晶有机-无机杂化超晶格:光控超材料的发展

基本信息

  • 批准号:
    22685019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15.81万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nanoparticle (NP)-based periodic structure formation has attracted a considerable attention as metamaterials. Among organic soft materials, liquid-crystalline (LC) organic dendron is one of the most representatives to form spherical dendrimer-like structures by the self-assembling property. Thus, we focused our attention on introduction of such self-organization ability into inorganic NPs. As dendrons, we synthesized phenetyl ether-type dendrons G1-G3 with an amino-group at the apex. G1-G3 themselves show thermotropic LC phases. The dendrons are attached as the outer corona, through amidation, to the carboxylic groups at the surface of the inner aliphatic corona encapsulating the NP. Purpose-designed CO_2H-modified monodisperse gold NPs A1-A3 were synthesized uisng 12-dodecanethiol (DT) and 16-mercaptohexadecanoic acid (MHA). SAXS measurement revealed that G2-modified A2 showed an LC hexagonal columnar phase at 130 ℃ and formed a simple cubic (SC) LC phase at 150 ℃. The dendron-modified gold NPs G/A can be regarded as organic-inorganic hybrid dendrimers with thermotropic LC behaviour. The technique also applied to CdS NPs., and emission-quenching behavior by control of the self-organized structure was observed. Such behavior can be applicable for the development of NP-based novel-type of metamaterials.
基于纳米粒子的周期性结构作为超材料引起了人们的广泛关注。在有机软材料中,液晶有机树枝状分子是最具代表性的一类,它通过自组装形成球状树枝状结构。因此,我们把我们的注意力集中在引入这种自组织能力的无机纳米粒子。作为树枝状分子,我们合成了苯乙醚型树枝状分子G1-G3,在顶点处具有氨基。G1-G3本身显示热致性LC相。树枝状分子作为外冠通过酰胺化连接到封装NP的内脂族冠的表面处的羧基。以12-十二烷硫醇(DT)和16-巯基十六烷酸(MHA)为原料,合成了CO_2 H修饰的单分散金纳米粒子A1-A3。小角X射线衍射(SAXS)结果表明,G2改性的A2在130 ℃时为六方柱相,在150 ℃时为简单立方相。树枝状修饰的金纳米粒子G/A可以被视为具有热致液晶行为的有机-无机杂化树枝状聚合物。该技术也适用于CdS纳米颗粒,并观察到自组织结构控制的发光猝灭行为。这种行为可以应用于基于NP的新型超材料的开发。

项目成果

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Organic-Inorganic Hybrid Dendrimer: Self-Assembled Liquid-Crystalline Gold Nanoparticle with Dendrimeric Corona
有机-无机杂化树枝状聚合物:具有树枝状电晕的自组装液晶金纳米颗粒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kiyoshi Kanie;Masaki Matsubara;Xiangbing;Zeng;Feng Liu;Goran Ungar;A. Muramatsu
  • 通讯作者:
    A. Muramatsu
ナノ粒子のサイズ・形態制御合成と表面修飾による自己組織構造構築
通过纳米颗粒的尺寸/形态控制合成和表面修饰构建自组织结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    川口大輔;Siti Sarah;松下裕秀;蟹江澄志
  • 通讯作者:
    蟹江澄志
Formation and Control of Self-Organized Organic-Inorganic Hybrid Nanostructures by Introduction of Thermotropic Liquid-Crystallinity into Functional Nanoparticles
通过将热致液晶性引入功能纳米粒子来形成和控制自组织有机-无机杂化纳米结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Furumi;H. Fudouzi and T. Sawada;Koji Horigome;Kiyoshi Kanie
  • 通讯作者:
    Kiyoshi Kanie
先端エレクトロニクス材料開発のためのナノ粒子: 合成から表面修飾による組織構造制御まで
用于开发先进电子材料的纳米颗粒:从合成到通过表面改性控制结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    鈴木健也;近藤敏彰;柳下崇;西尾和之;益田秀樹;蟹江澄志
  • 通讯作者:
    蟹江澄志
Atsushi Sugie, Kenta Kumazawa, Tomomi Hatta, Kiyoshi Kanie, Atsushi Muramatsu, Atsunori Mori
杉江敦、熊泽健太、八田智美、蟹江清、村松敦、森敦典
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Siti Sarah;Daisuke Kawaguchi;Atsushi Takano;Yushu Matsushita;Cross Coupling on Gold Nanoparticles. Effect of Reinforced Affinity of Organic Group with Bipedal Thiol
  • 通讯作者:
    Cross Coupling on Gold Nanoparticles. Effect of Reinforced Affinity of Organic Group with Bipedal Thiol
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