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From Nanoparticle Heteroclusters to Filament Networks by Self-Assembly at the Water–Oil Interface of Reverse Microemulsions

  • Surface self-assembly of spherical nanoparticles of sizes below 10 nm into hierarchical heterostructures is under arising development despite the inherent difficulties of obtaining complex ordering patterns on a larger scale. Due to template-mediated interactions between oil-dispersible superparamagnetic nanoparticles (MNPs) and polyethylenimine-stabilized gold nanoparticles (Au(PEI)NPs) at the water–oil interface of microemulsions, complex nanostructured films can be formed. Characterization of the reverse microemulsion phase by UV–vis absorption revealed the formation of heteroclusters from Winsor type II phases (WPII) using Aerosol-OT (AOT) as the surfactant. SAXS measurements verify the mechanism of initial nanoparticle clustering in defined dimensions. XPS suggested an influence of AOT at the MNP surface. Further, cryo-SEM and TEM visualization demonstrated the elongation of the reverse microemulsions into cylindrical, wormlike structures, which subsequently build up largerSurface self-assembly of spherical nanoparticles of sizes below 10 nm into hierarchical heterostructures is under arising development despite the inherent difficulties of obtaining complex ordering patterns on a larger scale. Due to template-mediated interactions between oil-dispersible superparamagnetic nanoparticles (MNPs) and polyethylenimine-stabilized gold nanoparticles (Au(PEI)NPs) at the water–oil interface of microemulsions, complex nanostructured films can be formed. Characterization of the reverse microemulsion phase by UV–vis absorption revealed the formation of heteroclusters from Winsor type II phases (WPII) using Aerosol-OT (AOT) as the surfactant. SAXS measurements verify the mechanism of initial nanoparticle clustering in defined dimensions. XPS suggested an influence of AOT at the MNP surface. Further, cryo-SEM and TEM visualization demonstrated the elongation of the reverse microemulsions into cylindrical, wormlike structures, which subsequently build up larger nanoparticle superstructure arrangements. Such WPII phases are thus proven to be a new form of soft template, mediating the self-assembly of different nanoparticles in hierarchical network-like filaments over a substrate during solvent evaporation.zeige mehrzeige weniger

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  • Fortes_Langmuir_2021_37_8876-8885.pdf
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Autor*innen:R. Fortes Martin, Andreas ThünemannORCiD, Jörg M. Stockmann, Jörg RadnikORCiD, J. Koetz
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Langmuir
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Verlag:American Chemical Society
Jahrgang/Band:37
Ausgabe/Heft:29
Erste Seite:8876
Letzte Seite:8885
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Nano structure; Nanoparticle; SAXS; Small-angle X-ray scattering
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
DOI:10.1021/acs.langmuir.1c01348
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:28.07.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:28.07.2021
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