影响金纳米粒子的发光的丙烯酸酯Isocyanonaphthalene导数

文摘

Dodecanethiol-functionalized金纳米粒子被纳入diurethane-methacrylate单体混合物的聚合物基质SiO的存在₂纳米颗粒(8 wt %)和一个新的活性有机发光材料ACAIN(其它- (2-acryloyloxy-3-chloroprop-1-yl) -amino-5-isocyanonaphthalene 1 wt %)。可能这种方式,一个新的、多功能,聚合物纳米复合材料。结果表明,添加SiO₂纳米颗粒增强的荧光强度的1.5倍ACAIN 450 - 550 nm光谱范围。此外,额外的荧光增强的4.5倍时观察到的Au纳米粒子添加到这个纳米复合材料在一个相当低(0.12 wt %)浓度。

1。介绍

众所周知,有机分子的发光金属纳米粒子的存在可以增强或减少,依赖的不同因素(1]。发出的电磁波的存在,等离子体场的兴奋金属纳米颗粒可以提高有机分子的发光2]。同时发光的分子,直接连接到金属表面,可以减少由于共振激发能转移到金属或由于激子的分离界面(3]。在许多报道的发光增强π共轭聚合物与聚合物结构的变化是由于金属纳米粒子的引入(4- - - - - -6]。

众所周知, - - - - - -共轭有机系统已经作为光电传感材料由于其特有的高效光发射或吸收和p型电荷传输。混合的纳米结构π共轭有机系统与纳米金属表面等离子体提供(SP)增强荧光,可应用于有机光电捕集、光子学和感应。

最受欢迎的金属(例如,Ag)纳米颗粒引入到聚合物基质的制备纳米粒子直接由一定的还原过程。例如,Ag纳米颗粒(Ag) NPs)可以事前准备和柠檬酸钠还原的纳入琼脂糖混合形成Ag-containing琼脂糖膜(Ag@agarose),产生了一个最大荧光(增加8.5倍7]。然而,在许多应用程序选择的形式和尺寸的纳米粒子很重要,主要是确定等离子体共振峰的光激发和/或吸收光谱。快餐店的可能性直接引入金纳米粒子丙烯酸酯纳米复合材料是我们之前所示文献[8]。此外,我们最近开发出一种新的反应电荷染料:其它——(2-acryloyloxy-3-chloroprop-1-yl) -amino-5-isocyanonaphthalene (ACAIN),可用于选择性的络合银离子(I)的检测和量化水媒体(9]。此外,ACAIN被发现是一个重要的细胞染色,可以有选择地标签植物细胞的液泡膜(10]。我们假设我们的多功能电荷染料的结合与非盟NP含有聚合物矩阵传感器应用程序可能是重要的,因为有机发光材料,改变发光光谱的特征在某些化合物或离子的影响,使大规模生产廉价的传感元素与必要的形式和尺寸。因此,标记的发光强度的增加增加稳定的聚合物材料是一个重要的问题从实践的观点。我们的目的是增强的荧光多功能ACAIN同时结合到聚合物基质中,所以它可以作为一个起始材料固态传感器。SiO的引入₂NPs聚合物应该防止复合发光组件的浸出。在本文中,我们目前的结果制备的丙烯酸酯复合ACAIN SiO₂,以及金纳米粒子。非盟的影响纳米颗粒的发光复合膜是调查。

2。实验

2.1。材料

以下材料和化学品被用于这项工作:diurethane利用,同分异构体的混合物(436909奥尔德里奇,UDMA);丙烯酸异癸酯(408956奥尔德里奇,IDA);引发剂:2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone(19611 - 8奥尔德里奇,In2);dodecanethiol功能化金纳米粒子平均尺寸5纳米(Nanoprobes、No3014 AuNP) SiO₂纳米粒子与大小7海里(066号奥尔德里奇k0110 SiO₂NP);ACAIN,这是一种有机材料与结构如图1。

ACAIN准备一个两步反应根据方案图2。

合成的详细描述和详细的光学特征1 - (3-chloro-2-hydroxyprop-1-yl) -amino-5-isocyanonaphthalene(链)和其它——(2-acryloyloxy-3-chloroprop-1-yl) -amino-5-isocyanonaphthalene (ACAIN)中可以找到9]。复合是一个黄色的粉末在室温下。

2.2。制备非盟- - - - - - -ACAIN-Monomer混合物和聚合物纳米复合材料薄膜

Au-SiO的成分₂-ACAIN单体混合物展示在表1和制备过程如下:二氧化硅纳米粒子添加到上述单体和齐次解是由声波降解法。均化后的适量ACAIN粉混合在一起,解决非盟NP在甲苯和引发剂(0.5 wt % In2)被添加到该解决方案,仔细混合。第二溶剂,甲苯、被蒸发,直至恒重的纳米复合材料。

制备聚合物纳米复合材料的电影。制备聚合物纳米复合材料薄膜之间的紫外光固化单体的解决方案由玻璃和聚酯薄膜防止氧气的抑制效果。紫外线光源水银灯欧司朗,HQV 125 w . 20 - 30μ米厚的玻璃衬底上形成纳米复合材料样品之间的差距玻璃和聚酯薄膜,如图3(一个)。聚酯薄膜是紫外光固化后删除。样品的横截面的SEM照片呈现在图3 (b)。

2.3。实验测量

获得的聚合物纳米复合材料的光学透射光谱被记录在日本岛津公司1800紫外可见光谱仪。发光光谱扫描激光显微镜研究了蔡司lsm与抽运光波长为405 nm - 710(激励)和3纳米光谱的步骤。包含非盟NPs是纳米复合材料的结构特点是TEM (jem - 2000 fxii)。

3所示。结果与讨论

实际应用的均匀分布的非盟NPs聚合物矩阵是一个重要的问题。因此,直接使用透射电子显微镜首先我们显示,非盟NPs都分布在矩阵,不结块(见图3 (b))。支持的缺乏集聚进一步附近的等离子体共振吸收峰的存在~ 540 nm(见图4),对应的尺寸非盟NPs(~ 5海里)。

自ACAIN包含活性丙烯酸酯官能团,我们假设其完整的光聚合过程中掺入聚合物基质中。统一的荧光聚合物薄膜的颜色支持这一假设。纯丙烯酸酯复合材料的光吸收光谱与1 wt % ACAIN和添加两种类型的纳米颗粒(Au NPs SiO₂纳米颗粒测量(图)4)。ACAIN吸收最大的复合材料,表所示1附近350海里(图4)。8 wt %的SiO的引入₂Au纳米粒子的纳米颗粒和0.12 wt %的增加导致吸收最大,小,约10 nm转向更短的波长。这些现象可能是由于SiO之间复杂的形成₂NPs ACAIN,类似于其他情况下(11,12)也可以防止可能浸出的发光组件。还应该指出的是,除了NPs不会改变吸收最大的。

这就是为什么在我们的实验在这个最大的longwave-side发光很兴奋,在405海里。需要注意的是,非盟NPs的引入导致的外观与最大吸收峰~ 540纳米,这是局部等离子体的共振吸收有关的非盟NPs。

并给出了上述复合材料的光致发光光谱图5。成立的纯聚合物基质(复合4)和非盟和SiO聚合物复合材料₂NPs(复合5)不发光,而引入ACAIN刺激强烈的发光信号。过去的谱宽不对称带形状小maxima特性在460和490海里没有和SiO ACAIN聚合物复合材料₂纳米粒子。这些光谱也有类似的形状特征对萘衍生品,例如,描述[13];然而maxima本质上是转移到红色光谱范围,这可以解释为N C≡集团的存在ACAIN结构。成立,呈现在图5SiO的引入₂纳米粒子UDMA / IDA / ACAIN复合发光强度提高了1.5倍,以及非盟NPs / SiO₂导致发光强度增加了4.5倍。除了SiO的积极作用₂NPs在参考文献中描述。(11,12ACAIN分子)和类似的影响在我们的材料,非盟NPs的重要作用可以归因于生成等离子体领域,局部非盟NPs附近,导致一个有效的交互与发光分子。两种现象可能导致观察到的ACAIN发光的最大转向长波长相比,空的聚合物基质。

很有可能在我们的例子中亲水类型复杂地层发生ACAIN和非盟NPs之间,由于金纳米粒子具有正电荷的表面和isocyanonaphthalene丙烯酸酯衍生品要偶极由于电子捐赠氨基的存在和电子撤回异氰基组,因为它是ACAIN结构(图1)。此类复杂地层的可能性是我们之前所示纸(14]。450 - 550纳米发光的影响下,局部等离子体可以兴奋的波长短翼共振峰值,提高有机发光的导数,虽然比在共振情况下效率低得多。已知的效果是由于局部等离子体(LP)耦合和当地的近场增强光学转换。裁剪盟NP大小和浓度在这种纳米复合材料有望用于设计和开发高性能发光材料和功能组件。在这种情况下,应用预成型的粒子,本文提出,最好。

可以更好地增强发光在双波长激发,包括局部等离子体激元的共振激发盟NPs的特定类型。但在我们的例子中一个有趣的发光机制增强可能提出:自激和积极的反馈。在该机制中发光激发等离子体共振,进而提高发光。有吸引力的方向进一步的调查正在进行中。

4所示。总结

聚合物纳米复合材料被直接引入预制SiO捏造₂和非盟NPs 8 wt % 0.12 wt %,浓度分别为丙烯酸酯单体的混合物,也包含一个新的基础材料,发光isocyanonaphthalene ACAIN。共振等离子体吸收在这些纳米复合材料;即。,gold nanoparticles were separated and localized plasmon fields can be generated by illumination. The luminescence of ACAIN was essentially enhanced to 4.5 times of the original in such nanocomposites, as a result of a plasmon-assisted process, which can also be explained by a self-exciting process with a positive feedback.

数据可用性

原始数据用来支持本研究的发现可以从相应的和/或第一作者在burunj@list.ru,。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的财务资助2.3.2 k - 116465和ginop - - 15 - 2016 - 00041由NFKI(国家研究、发展和创新办公室、匈牙利)。支持的工作/出版efop - 3.6.1 - 16 - 2016 - 00022项目。这个项目是由欧盟和欧洲社会基金共同投资。此外,本文还支持Janos Bolyai匈牙利科学院的研究奖学金(米Nagy)。

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