Самосборка наночастиц

Наночастицы классифицируются как имеющие по крайней мере один из размеров в диапазоне 1-100 нанометров (нм). ^[2] Небольшой размер наночастиц позволяет им иметь уникальные характеристики, которые могут быть невозможны на макроуровне. Самосборка — это спонтанная организация более мелких субъединиц в более крупные, хорошо организованные структуры. ^[3] Для наночастиц эта спонтанная сборка является следствием взаимодействий между частицами, направленных на достижение термодинамического равновесия и уменьшение свободной энергии системы. Термодинамическое определение самосборки было введено профессором Николаем А. Котовым . Он описывает самосборку как процесс, при котором компоненты системы приобретают неслучайное пространственное распределение относительно друг друга и границ системы. ^[4] Это определение позволяет учесть потоки массы и энергии, имеющие место в процессах самосборки.

Этот процесс происходит во всех масштабах размеров, в форме статической или динамической самосборки. Статическая самосборка использует взаимодействие между наночастицами для достижения минимума свободной энергии. В растворах это результат хаотического движения молекул и сродства их мест связывания друг к другу. Динамическая система вынуждена не достигать равновесия, снабжая систему постоянным внешним источником энергии для уравновешивания сил притяжения и отталкивания. Магнитные поля, электрические поля, ультразвуковые поля, световые поля и т. д. использовались в качестве внешних источников энергии для программирования роев роботов в небольших масштабах. Статическая самосборка происходит значительно медленнее по сравнению с динамической самосборкой, поскольку зависит от случайных химических взаимодействий между частицами. ^[5]

Самосборку можно направить двумя способами. Первый — это манипулирование внутренними свойствами, включая изменение направленности взаимодействий или изменение формы частиц. Второй — посредством внешнего манипулирования путем применения и комбинирования эффектов нескольких типов полей для манипулирования строительными блоками, заставляя их выполнять то, что предназначено. ^[6] Чтобы сделать это правильно, требуется чрезвычайно высокий уровень руководства и контроля, а разработка простого и эффективного метода организации молекул и молекулярных кластеров в точные, заранее определенные структуры имеет решающее значение. ^[7]

История

В 1959 году физик Ричард Фейнман выступил с докладом под названием « На дне много места » перед Американским физическим обществом. Он представил мир, в котором «мы могли бы располагать атомы один за другим так, как нам хочется». Эта идея подготовила почву для подхода синтеза «снизу вверх», в котором составляющие компоненты взаимодействуют с образованием структур более высокого порядка контролируемым образом. Изучение самосборки наночастиц началось с признания того, что некоторые свойства атомов и молекул позволяют им организовываться. самосборка наночастиц. Например, создание датчиков или компьютерных чипов.

Определение

Самосборка определяется как процесс, в котором отдельные единицы материала спонтанно соединяются сами с собой в определенную и организованную структуру или более крупные единицы с минимальным внешним направлением. Самосборка признана очень полезным методом достижения выдающихся качеств как органических, так и неорганических наноструктур.

По словам Джорджа М. Уайтсайдса, «самосборка — это автономная организация компонентов в шаблоны или структуры без вмешательства человека». ^[8] Другое определение Сержа Паласина и Рено Демадрилла гласит: «Самосборка — это спонтанный и обратимый процесс, который объединяет в определенной геометрии случайно движущиеся отдельные тела посредством избирательных сил сцепления». ^[9]

Важность

В ознаменование 125-летия журнала Science ученым было предложено решить 25 неотложных вопросов, и единственный из них, связанный с химией, — «Как далеко мы можем продвинуть химическую самосборку?» ^[10] Поскольку самосборка является единственным подходом к созданию широкого спектра наноструктур, потребность в повышении сложности растет. Чтобы учиться у природы и строить наномир с нековалентными связями, необходимы дополнительные исследования в этой области. Самосборка наноматериалов в настоящее время широко рассматривается в целях наноструктурирования и нанопроизводства из-за ее простоты, универсальности и спонтанности. ^[11] Использование свойств наносборки обещает стать недорогим и высокопроизводительным методом для широкого спектра научных и технологических приложений и является ключевым направлением исследований в области нанотехнологий, молекулярной робототехники и молекулярных вычислений. ^[12] Краткое изложение преимуществ самостоятельной сборки при изготовлении приведено ниже:

Самосборка — это масштабируемый и параллельный процесс, который может включать в себя большое количество компонентов за короткий период времени.
Может привести к структурным размерам на порядки величин, от наномасштаба до макромасштаба.
Является относительно недорогим по сравнению с подходом сборки сверху вниз, который часто потребляет большое количество ограниченных ресурсов.
Естественные процессы, управляющие самосборкой, имеют тенденцию быть легко воспроизводимыми. Существование жизни сильно зависит от воспроизводимости самосборки. ^[13]

Проблемы

Существует несколько нерешенных проблем в области самостоятельной сборки, обусловленных множеством конкурирующих факторов. ^[14] В настоящее время самосборку трудно контролировать в больших масштабах, и для ее широкого применения нам необходимо будет обеспечить высокую степень воспроизводимости в этих масштабах. Фундаментальные термодинамические и кинетические механизмы самосборки плохо изучены — основные принципы атомистических и макромасштабных процессов могут существенно отличаться от таковых для наноструктур. Концепции, связанные с тепловым движением и капиллярным действием, влияют на равновесные временные рамки и кинетические скорости, которые недостаточно четко определены в самособирающихся системах.

Синтез «сверху вниз» и «снизу вверх»

Подход «сверху вниз» заключается в разбиении системы на мелкие компоненты, а подход «снизу вверх» предполагает сборку подсистем в более крупную систему. ^[15] Восходящий подход к наносборке является основной целью исследований в области нанопроизводства, поскольку синтез сверху вниз дорог (требует внешней работы) и не является селективным в очень малых масштабах длины, но в настоящее время является основным способом промышленного производства. Как правило , максимальное разрешение продуктов «сверху вниз» намного грубее, чем у продуктов «снизу вверх»; следовательно, доступная стратегия соединения «снизу вверх» и «сверху вниз» реализуема на принципах самосборки. ^[11] Контролируя локальные межмолекулярные силы, чтобы найти конфигурацию с наименьшей энергией, самосборка может управляться шаблонами для создания структур, аналогичных тем, которые в настоящее время изготавливаются нисходящими подходами. Это так называемое мостовое соединение позволит изготавливать материалы с высоким разрешением восходящих методов и более широким диапазоном и произвольной структурой нисходящих процессов. Более того, в некоторых случаях компоненты слишком малы для нисходящего синтеза, поэтому для реализации этих новых структур необходимы принципы самосборки.

Классификация

Наноструктуры можно объединить в группы в зависимости от их размера, функции и структуры; эта организация полезна для определения потенциала области.

По размеру

Среди наиболее сложных и структурно сложных наноструктур, доступных в настоящее время, есть органические макромолекулы, сборка которых основана на размещении атомов в молекулярных или протяженных структурах с точностью на атомном уровне. Сейчас известно, что органические соединения могут быть проводниками, полупроводниками и изоляторами, поэтому одной из основных возможностей в науке о наноматериалах является использование органического синтеза и молекулярного дизайна для создания полезных в электронном отношении структур. Структурные мотивы в этих системах включают коллоиды, мелкие кристаллы и агрегаты размером порядка 1–100 нм.

По функции

Наноструктурные материалы также можно классифицировать по их функциям, например наноэлектроника и информационные технологии (ИТ). Поперечные размеры, используемые для хранения информации, сокращаются от микро- до наномасштаба по мере совершенствования технологий производства. Оптические материалы играют важную роль в разработке миниатюрных средств хранения информации, поскольку свет имеет множество преимуществ при хранении и передаче по сравнению с электронными методами. Квантовые точки — чаще всего наночастицы CdSe диаметром в десятки нм и с защитным поверхностным покрытием — отличаются способностью флуоресцировать в широком диапазоне видимого спектра, причем определяющим параметром является размер.

По структуре

Определенные структурные классы особенно важны для нанонауки. По мере уменьшения размеров структур отношение их площади поверхности к объему увеличивается. Подобно молекулам, наноструктуры в достаточно малых масштабах по сути являются «полностью поверхностными». Эти поверхностные структуры сильно влияют на механические свойства материалов. Прочность и характер разрушения, пластичность и различные механические модули зависят от субструктуры материалов в различных масштабах. ^[16] Возможность переосмысления науки о материалах, которые являются наноструктурированными по своей конструкции, в значительной степени открыта.

Термодинамика

Самосборка – это равновесный процесс, т. е. отдельные и собранные компоненты существуют в равновесии. ^[17] Кроме того, гибкость и более низкая конформация свободной энергии обычно являются результатом более слабой межмолекулярной силы между самоорганизующимися фрагментами и имеют по существу энтальпийную природу.

Термодинамику процесса самосборки можно представить простым уравнением свободной энергии Гиббса:

\Delta G_{SA}=\Delta H_{SA}-T\Delta S_{SA}\,

где если $\Delta G_{SA}\,$ отрицательна, самосборка является спонтанным процессом. $\Delta H_{SA}\,$ представляет собой изменение энтальпии процесса и во многом определяется потенциальной энергией/межмолекулярными силами между собирающими объектами. $\Delta S_{SA}\,$ — изменение энтропии, связанное с формированием упорядоченного устройства. В общем случае организация сопровождается уменьшением энтропии, и для того, чтобы сборка была самопроизвольной, энтальпийный член должен быть отрицательным и превышать энтропийный член. ^[17] Это уравнение показывает, что при значении $T\Delta S_{SA}\,$ приближается к значению $\Delta H_{SA}\,$ и выше критической температуры процесс самосборки будет становиться все менее вероятным, и самопроизвольная самосборка не произойдет.

Самосборка регулируется нормальными процессами зародышеобразования и роста. Небольшие сборки образуются из-за увеличения их срока службы, поскольку притягивающие взаимодействия между компонентами снижают свободную энергию Гиббса. По мере роста сборки свободная энергия Гиббса продолжает уменьшаться, пока сборка не станет достаточно стабильной, чтобы прослужить в течение длительного периода времени. Необходимость того, чтобы самосборка была равновесным процессом, определяется организацией структуры, которая требует формирования неидеальных механизмов до того, как будет найдена конфигурация с наименьшей энергией.

Кинетика

Конечной движущей силой самосборки является минимизация энергии и соответствующая эволюция к равновесию, но кинетические эффекты также могут играть очень важную роль. Эти кинетические эффекты, такие как захват в метастабильные состояния, кинетика медленного огрубления и зависимая от пути сборка, часто рассматриваются как осложнения, которые необходимо преодолеть, например, при образовании блок-сополимеров. ^[12]^[18]

Амфифильная самосборка — это важный восходящий подход к созданию современных функциональных материалов. Самособирающиеся материалы с желаемой структурой часто получают посредством термодинамического контроля. Здесь мы показываем, что выбор кинетических путей может привести к совершенно различным самосборочным структурам, подчеркивая важность кинетического контроля в самосборке. ^[18]

Дефекты

Существует два вида дефектов: равновесные дефекты и неравновесные дефекты. ^[17] Самосборные конструкции содержат дефекты. Дислокации, возникающие во время сборки наноматериалов, могут существенно повлиять на конечную структуру, и, как правило, полностью избежать дефектов невозможно. Текущие исследования дефектов сосредоточены на контроле плотности дефектов. В большинстве случаев термодинамическая движущая сила самосборки обеспечивается слабыми межмолекулярными взаимодействиями и обычно имеет тот же порядок величины, что и энтропийный член. ^[17] Чтобы самособирающаяся система достигла конфигурации с минимальной свободной энергией, должно быть достаточно тепловой энергии, чтобы обеспечить массоперенос самособирающихся молекул. Для образования дефектов свободная энергия образования одиночного дефекта определяется выражением:

\Delta G_{DF}=\Delta H_{DF}-T\Delta S_{DF}\,

Энтальпийный член, $\Delta H_{DF}\,$ не обязательно отражает межмолекулярные силы между молекулами, это энергетические затраты, связанные с нарушением структуры, и их можно рассматривать как область, где не происходит оптимального расположения и не происходит снижения энтальпии, связанного с идеальной самосборкой. Примером этого может служить система шестиугольно упакованных цилиндров, в которой существуют дефектные области пластинчатой структуры.

Если $\Delta G_{DF}\,$ отрицательно, в системе будет конечное число дефектов, а концентрация будет определяться выражением:

{N \over N_{0}}=\exp({-\Delta E_{\text{act}} \over RT})\,

N — количество дефектов в матрице из N ₀ самоорганизующихся частиц или элементов и $\Delta E_{\text{act}}\,$ – энергия активации дефектообразования. Энергия активации, $\Delta E_{act}\,$ , не следует путать с $\Delta H_{DF}\,$ . Энергия активации представляет собой разницу энергий между исходным идеально организованным состоянием и переходным состоянием к дефектной структуре. При низких концентрациях дефектов образование дефектов обусловлено энтропией до тех пор, пока критическая концентрация дефектов не позволит энергии активации компенсировать энтропию. Обычно существует равновесная плотность дефектов, указанная при минимальной свободной энергии. Энергия активации образования дефектов увеличивает эту равновесную плотность дефектов. ^[17]

Взаимодействие частиц

Межмолекулярные силы управляют взаимодействием частиц в самоорганизующихся системах. Силы имеют тенденцию быть межмолекулярными по типу, а не ионными или ковалентными, поскольку ионные или ковалентные связи «запирают» сборку в неравновесные структуры. Типы межмолекулярных сил, наблюдаемых в процессах самосборки, — это Ван-дер-Ваальсовые связи, водородные связи и слабые полярные силы, и это лишь некоторые из них. При самосборке часто наблюдаются регулярные структурные расположения, поэтому между молекулами должен существовать баланс притяжения и отталкивания, иначе между частицами не будет существовать равновесного расстояния. Силами отталкивания могут быть перекрытие электронных облаков с электронными облаками или электростатическое отталкивание . ^{[ нужна ссылка ]}

Спроектировать структуру самосборки наночастиц

Самосборка наночастиц обусловлена либо максимизацией плотности упаковки, либо минимизацией площади контакта между частицами в зависимости от твердых или мягких наночастиц. ^[19] Примерами твердых наночастиц являются: диоксид кремния, фуллерены; мягкие наночастицы часто представляют собой органические наночастицы, мицеллы блок-сополимеров, наночастицы ДНК. Упорядоченная структура самосборки наночастиц называется сверхрешеткой . ^[19]

Твердые наночастицы

Что касается твердых частиц, правила Полинга были полезны для понимания структуры ионных соединений на заре, а более поздний принцип максимизации энтропии показывает пользу плотной упаковки в системе. Поэтому поиск наиболее плотной упаковки для заданной формы является отправной точкой для прогнозирования структуры сверхрешеток твердых наночастиц. ^[19] Для сферических частиц самыми плотными упаковками являются гранецентрированные кубические и гексагональные плотные упаковки из теоремы Кеплера-Хейлза . ^[20]

Различные формы частиц/многогранники создают разнообразные сложные структуры упаковки, чтобы минимизировать энтропию системы. С помощью компьютерного моделирования для наночастиц ограненных многогранников классифицируются четыре категории структуры в соответствии с их дальним и ближним порядком: жидкие кристаллы, пластиковые кристаллы, кристаллы и неупорядоченные структуры. ^[21]

Мягкие наночастицы

Большинство мягких наночастиц имеют структуру ядро-оболочка. Полугибкие поверхностные лиганды смягчают взаимодействие ядер и за счет равномерного покрытия создают более сферическую форму, чем нижележащее ядро. Поверхностные лиганды могут быть выбраны из поверхностно-активных веществ, полимеров, ДНК, ионов и т. д. Настройка структуры сверхрешеток может быть достигнута путем изменения количества поверхностных лигандов. Их «мягкое» поведение приводит к тому, что правила самосборки твердых частиц отличаются от правил Полинга, где правила Полинга истекли. ^[19]

Чтобы адаптировать сверхрешеточную структуру мягких наночастиц, на основе исследования наночастиц металл-ДНК установлены шесть правил проектирования сверхрешетки сферических наночастиц: ^[22]

Термодинамический продукт наночастицы равного радиуса имеет максимальное количество ближайших соседей, которые могут образовать связи ДНК.
Кинетический продукт двух одинаково стабильных решеток может быть получен путем замедления скорости дегибридизации и регибридизации отдельного линкера ДНК.
Поведение сборки и упаковки определяется общим гидродинамическим радиусом наночастицы, а не размером ядра или оболочки.
Отношение гидродинамических радиусов или соотношение размеров двух наночастиц в бинарной системе указывает на термодинамически выгодную кристаллическую структуру.
Система с одинаковым соотношением размеров и соотношением ДНК-линкеров даст один и тот же термодинамический продукт.
Наиболее стабильная кристаллическая структура - это максимизация всех возможных гибридизационных взаимодействий, специфичных для последовательности ДНК.

Обработка

Процессы самосборки наночастиц широко распространены и важны. Понимание того, почему и как происходит самосборка, является ключом к воспроизведению и оптимизации результатов. Обычно наночастицы самособираются по одной или обеим двум причинам: молекулярным взаимодействиям и внешнему направлению. ^[23]

Самосборка за счет молекулярных взаимодействий

Наночастицы обладают способностью химически собираться посредством ковалентных или нековалентных взаимодействий с их блокирующим лигандом. ^[24] Концевые функциональные группы на частице известны как кэпирующие лиганды. Поскольку эти лиганды имеют тенденцию быть сложными и сложными, самосборка может обеспечить более простой путь организации наночастиц за счет синтеза эффективных функциональных групп. Например, олигомеры ДНК были ключевым лигандом для строительных блоков наночастиц, которые могли самосборку посредством специфической организации на основе последовательности. ^[25] Однако для обеспечения точной и масштабируемой (программируемой) сборки желаемой структуры необходимо тщательное позиционирование молекул лиганда на аналоге наночастицы на уровне строительного блока (предшественника). ^[26]^[27]^[28]^[29] такие как направление, геометрия, морфология, сродство и т. д. Успешный дизайн лигандных строительных блоков может сыграть важную роль в производстве широкого спектра новых наносистем, таких как наносенсорные системы, ^[30]наномашины /наноботы, нанокомпьютеры и многие другие неизведанные системы.

Межмолекулярные силы

Наночастицы могут самособираться под действием межмолекулярных сил . Поскольку системы стремятся минимизировать свою свободную энергию, самосборка является одним из вариантов термодинамического достижения самой низкой свободной энергии системы. ^[23] Наночастицы можно запрограммировать на самосборку, изменяя функциональность их боковых групп, используя слабые и специфические межмолекулярные силы для спонтанного упорядочения частиц. Эти прямые межчастичные взаимодействия могут быть типичными межмолекулярными силами, такими как водородная связь или силы Ван-дер-Ваальса, но также могут быть внутренними характеристиками, такими как гидрофобность или гидрофильность. Например, липофильные наночастицы имеют тенденцию к самосборке и образованию кристаллов при испарении растворителей. ^[23] Хотя эти агрегации основаны на межмолекулярных силах, внешние факторы, такие как температура и pH, также играют роль в спонтанной самосборке.

Хамакерское взаимодействие

Поскольку взаимодействия наночастиц происходят на наноуровне, взаимодействия частиц должны масштабироваться аналогичным образом. Гамакерские взаимодействия учитывают поляризационные характеристики большого числа близлежащих частиц и влияние, которое они оказывают друг на друга. Взаимодействия Гамакера суммируют все силы между всеми частицами и растворителем (растворителями), участвующими в системе. Хотя теория Гамакера в целом описывает макроскопическую систему, огромное количество наночастиц в самоорганизующейся системе позволяет применить этот термин. Константы Гамакера для наночастиц рассчитываются с использованием теории Лифшица , и их часто можно найти в литературе.

Константы Гамакера для наночастиц в воде
Материал	А ₁₃₁
Fe ₃ О ₄^[31]	22
$\gamma$ -Fe₂O_-Fe2O3^[31]	26
α -Fe ₂ O ₃^[31]	29
В ^[32]	33
В ^[33]	45
Все значения указаны в зДж ^[31]^[32]^[33]

.

Самосборка с внешним управлением

Естественная способность наночастиц к самосборке может быть воспроизведена в системах, которые по своей сути не обладают самосборкой. Направленная самосборка (DSA) пытается имитировать химические свойства самоорганизующихся систем, одновременно контролируя термодинамическую систему для максимизации самосборки.

Электрические и магнитные поля

Внешние поля являются наиболее распространенными директорами самосборки. Электрические и магнитные поля позволяют индуцированным взаимодействиям выравнивать частицы. ^[34] Поля используют поляризуемость наночастицы и ее функциональных групп. ^[23] Когда эти вызванные полем взаимодействия преодолевают случайное броуновское движение , частицы объединяются, образуя цепочки, а затем собираются вместе. При более умеренных напряженностях поля за счет индуцированных дипольных взаимодействий устанавливаются упорядоченные кристаллические структуры. Направление электрического и магнитного поля требует постоянного баланса между тепловой энергией и энергиями взаимодействия.

Поля потока

Общие способы включения самосборки наночастиц в потоке включают Ленгмюра-Блоджетт , покрытие погружением , покрытие потоком и центрифугирование . ^[35]

Макроскопическое вязкое течение

Макроскопические поля вязкого течения могут направлять самосборку случайного раствора частиц в упорядоченные кристаллы. Однако собранные частицы имеют тенденцию разбираться, когда поток останавливается или удаляется. ^[23]^[34] Сдвиговые потоки полезны для застрявших суспензий или случайной плотной упаковки. Поскольку эти системы начинаются в неравновесном состоянии, поля потока полезны тем, что помогают системе релаксировать к упорядоченному равновесию. Поля потока также полезны при работе со сложными матрицами, которые сами по себе обладают реологическим поведением. Поток может вызывать анизотропные визеоупругие напряжения, которые помогают преодолеть матрицу и вызвать самосборку.

Комбинация полей

Наиболее эффективным директором самосборки является сочетание внешних силовых полей. ^[23] Если поля и условия оптимизированы, самосборка может быть постоянной и полной. Когда используется комбинация полей с наночастицами, которые специально адаптированы для реагирования, наблюдается наиболее полная сборка. Комбинации полей позволяют сохранить преимущества самосборки, такие как масштабируемость и простота, сохраняя при этом возможность контролировать ориентацию и формирование структуры. Полевые комбинации обладают наибольшим потенциалом для будущих направленных самосборочных работ.

Интерфейсы наноматериалов

Применение нанотехнологий часто зависит от латеральной сборки и пространственного расположения наночастиц на границах раздела. Химические реакции можно вызвать на границе раздела твердое тело/жидкость, манипулируя расположением и ориентацией функциональных групп наночастиц. Этого можно добиться с помощью внешних раздражителей или прямой манипуляции. Изменение параметров внешних раздражителей, таких как свет и электрические поля, оказывает прямое влияние на собираемые наноструктуры. Аналогичным образом, при прямых манипуляциях используются преимущества методов фотолитографии, а также сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), и это лишь некоторые из них. ^[36]

Надежные интерфейсы

Наночастицы могут самособираться на твердых поверхностях после приложения внешних сил (например, магнитных и электрических). Для самосборки также можно использовать шаблоны из микроструктур, таких как углеродные нанотрубки или блок-полимеры. Они вызывают направленную самосборку (DSA), при которой активные центры внедряются, чтобы избирательно вызвать осаждение наночастиц. Такие шаблоны представляют собой объекты, на которых различные частицы могут быть расположены в структуру с морфологией, аналогичной морфологии шаблона. ^[6] Углеродные нанотрубки (микроструктуры), одиночные молекулы или блок-сополимеры являются распространенными шаблонами. ^[6] Часто показано, что наночастицы самособираются на расстояниях в нанометры и микрометры, но шаблоны блок-сополимеров можно использовать для формирования четко определенных самосборок на макроскопических расстояниях. Встраивая активные центры на поверхности нанотрубок и полимеров, функционализацию этих шаблонов можно трансформировать, благоприятствуя самосборке определенных наночастиц.

Жидкие интерфейсы

Понимание поведения наночастиц на границах раздела жидкостей необходимо для их интеграции в электронику, оптику, сенсорные и катализные устройства. Молекулярное расположение на границе раздела жидкость/жидкость однородно. Часто они также предоставляют платформу для исправления дефектов, поэтому интерфейсы жидкость/жидкость идеально подходят для самостоятельной сборки. После самосборки структурное и пространственное расположение можно определить с помощью дифракции рентгеновских лучей и оптического отражения. Количество наночастиц, участвующих в самосборке, можно контролировать, манипулируя концентрацией электролита, который может находиться в водной или органической фазе. Более высокие концентрации электролита соответствуют уменьшению расстояния между наночастицами. ^[37] Пикеринг и Рамсден работали над интерфейсами нефть/вода (М/В), чтобы отразить эту идею. Пикеринг и Рамсден объяснили идею пикирования эмульсий при экспериментах с эмульсиями парафина и воды с твердыми частицами, такими как оксид железа и диоксид кремния. Они заметили, что коллоиды микронного размера образуют стойкую пленку на границе раздела двух несмешивающихся фаз, препятствующую слиянию капель эмульсии. Эти эмульсии Пикеринга образуются в результате самосборки коллоидных частиц в двухкомпонентных жидких системах, таких как системы масло-вода. Энергия десорбции, которая напрямую связана со стабильностью эмульсий, зависит от размера частиц, частиц, взаимодействующих друг с другом, а также частиц, взаимодействующих с молекулами нефти и воды. ^[38]

Было обнаружено уменьшение общей свободной энергии в результате сборки наночастиц на границе раздела масло/вода. Двигаясь к границе раздела, частицы уменьшают неблагоприятный контакт между несмешивающимися жидкостями и уменьшают межфазную энергию. Уменьшение полной свободной энергии микроскопических частиц намного больше, чем уменьшение тепловой энергии, что приводит к эффективному удержанию крупных коллоидов на границе раздела. Наночастицы ограничиваются границей раздела за счет снижения энергии, сравнимого с тепловой энергией. Таким образом, наночастицы легко вытесняются с границы раздела. Затем на границе раздела происходит постоянный обмен частиц со скоростью, зависящей от размера частиц.Для равновесного состояния сборки общий прирост свободной энергии меньше для частиц меньшего размера. ^[38] Таким образом, крупные ансамбли наночастиц более стабильны. Зависимость от размера позволяет наночастицам самоорганизовываться на границе раздела для достижения равновесной структуры. С другой стороны, коллоиды микрометрового размера могут находиться в неравновесном состоянии.

Приложения

Электроника

Самосборка наноразмерных структур из функциональных наночастиц открыла мощный путь к разработке небольших и мощных электронных компонентов. ^{[ нужна ссылка ]} Наноразмерными объектами всегда было трудно манипулировать, поскольку их невозможно охарактеризовать молекулярными методами, и они слишком малы, чтобы их можно было наблюдать оптически. Но с развитием науки и техники появилось множество инструментов для наблюдения наноструктур. Методы визуализации охватывают электронную, оптическую и сканирующую зондовую микроскопию, включая комбинированные электронно-сканирующие зонды и оптические сканирующие зонды ближнего поля. Инструменты для определения характеристик наноструктур включают передовую оптическую спектромикроскопию (линейную, нелинейную, усиленную и накачивающую ), а также оже- и рентгеновскую фотоэмиссию для анализа поверхности. ^[39] Коллоиды двумерных самосборных монодисперсных частиц имеют большой потенциал в плотных магнитных носителях. Каждая коллоидная частица обладает способностью хранить информацию, известную как двоичное число 0 и 1, после воздействия на нее сильного магнитного поля. Между тем, для избирательного выбора коллоидной частицы требуется наноразмерный датчик или детектор. Микрофазное разделение блок-сополимеров является многообещающим средством создания регулярных наноструктур на поверхности. Поэтому они могут найти применение в качестве средства для создания новых наноматериалов и структур устройств наноэлектроники. ^[17]

Биологические применения

Доставка лекарств

Блок-сополимеры представляют собой хорошо изученный и универсальный класс самоорганизующихся материалов, характеризующийсяхимически различные полимерные блоки, связанные ковалентной связью. ^[12] Эта молекулярная архитектураУсиление ковалентной связи - это то, что заставляет блок-сополимеры спонтанно образовывать наноразмеры.узоры. В блок-сополимерах ковалентные связи нарушают естественную тенденцию каждого отдельного полимера оставаться отдельными (как правило, разные полимеры не любят смешиваться), поэтому вместо этого материал собирается в наноструктуру. ^[40] Эти сополимеры обладают способностью самосборки в однородные наноразмерные мицеллы. ^[41]^[42] и накапливаются в опухолях благодаря эффекту повышенной проницаемости и удержания. ^[43] Полимерную композицию можно выбрать для контроля размера мицелл и совместимости с выбранным лекарственным средством. Проблемы этой заявки заключаются в сложности воспроизведения или контроля размера самосборных наномицелл, подготовки предсказуемого распределения по размерам и стабильности мицелл с высоким содержанием лекарственного средства.

Магнитная доставка лекарств

Магнитные наноцепи представляют собой класс новых магниточувствительных и суперпарамагнитных наноструктур с сильно анизотропной формой (цепочечной), которыми можно манипулировать с помощью магнитного поля и градиента магнитного поля. ^[34] Магнитные наноцепи обладают привлекательными свойствами, которые представляют собой значительную добавленную стоимость для многих потенциальных применений, включая наномедицины, связанные с магнитомеханическим срабатыванием, в низко- и сверхнизкочастотном переменном магнитном поле и магнитную доставку лекарств .

Визуализация клеток

Наночастицы обладают хорошей биологической маркировкой и чувствительностью благодаря яркости и фотостабильности; таким образом, некоторые самоорганизующиеся наночастицы можно использовать в качестве контраста для визуализации в различных системах. В сочетании с полимерными сшивающими агентами интенсивность флуоресценции также можно повысить. ^[44] Модификация поверхности функциональными группами также может привести к избирательному биологическому мечению. Самособирающиеся наночастицы также более биосовместимы по сравнению со стандартными системами доставки лекарств. ^[45]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Веттерског, Эрик; Агте, Майкл; Майенс, Арно; Ухмыляется, Екабс; Ван, Донг; Рана, Субхасис; Анияз, Анвар; Саласар-Альварес, немец; Бергстрем, Леннарт (2014). «Точный контроль формы и размера нанокристаллов оксида железа, пригодных для сборки в упорядоченные массивы частиц» . Наука и технология перспективных материалов . 15 (5): 055010. Бибкод : 2014STAdM..15e5010W . дои : 10.1088/1468-6996/15/5/055010 . ПМК 5099683 . ПМИД 27877722 .
^ Добсон, Питер; Кинг, Стивен; Джарви, Хелен (14 мая 2019 г.). «Наночастица» . Британника . Проверено 6 мая 2020 г.
^ Сервис, РФ (2005). «Как далеко мы можем продвинуть химическую самосборку?» . Наука . 309 (5731): 95. doi : 10.1126/science.309.5731.95 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 15994541 .
^ Котов, Николай А. (14 декабря 2017 г.). «Самосборка неорганических наночастиц: Ab ovo». Письма по еврофизике . 119 (6): 66008. Бибкод : 2017EL....11966008K . дои : 10.1209/0295-5075/119/66008 . S2CID 126225656 .
^ Ван, Бен; Чжан, Ябин; Го, Чжигуан; Чжан, Ли (24 октября 2017 г.). «Самосборка наночастиц» . материалы сегодня . Проверено 6 мая 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Гжельчак, Марек; Вермант, Ян; Ферст, Эрик М.; Лиз-Марсан, Луис М. (2010). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 20568710 .
^ Шинн, Эрик; Хюблер, Альфред; Лион, Дэйв; Пердекамп, Маттиас Гросс; Безрядин Алексей; Белкин, Андрей (2013). «Преобразование ядерной энергии с помощью стопок графеновых наноконденсаторов». Сложность . 18 (3): 24–27. Бибкод : 2013Cmplx..18c..24S . дои : 10.1002/cplx.21427 . ISSN 1076-2787 .
^ Уайтсайдс, генеральный менеджер (29 марта 2002 г.). «Самосборка во всех масштабах». Наука . 295 (5564): 2418–2421. Бибкод : 2002Sci...295.2418W . дои : 10.1126/science.1070821 . ПМИД 11923529 . S2CID 40684317 .
^ Наноструктура, наносистемы и наноструктурированные материалы: теории, производство и разработки . Сивакумар, премьер-министр Торонто. 25 сентября 2013 г. ISBN. 978-1-4822-0355-4 . OCLC 872699361 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
^ Сервис, РФ (01.07.2005). «Как далеко мы можем продвинуть химическую самосборку?» . Наука . 309 (5731): 95. doi : 10.1126/science.309.5731.95 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 15994541 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Маронги; Милио; Инноченци (декабрь 2010 г.). «Подход «сверху вниз» и «снизу вверх» к самостоятельной сборке многофункциональных пористых пленок». https://boa.unimib.it/bitstream/10281/19116/3/Phd_unimib_716509.pdf .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Чу, Ёну; Маевский, Павел В.; Фукуто, Масафуми; Осуджи, Чинедум О.; Ягер, Кевин Г. (2018). «Путь разработки высокоориентированных массивов блок-сополимеров». Наномасштаб . 10 (1): 416–427. дои : 10.1039/C7NR06069F . ОСТИ 1425014 . ПМИД 29226297 . S2CID 206107275 .
^ Этвуд, Джерри Л. (2004). Энциклопедия супрамолекулярной химии . Деккер. ISBN 0-8247-4723-2 . OCLC 254049484 .
^ Роуч, Люсьен; Хереу, Адриан; Лаланн, Филипп; Дюге, Этьен; Трегер-Делапьер, Мона; Винк, Кевин; Дриско, Гленна Л. (2022). «Контроль беспорядка в самоорганизующихся коллоидных монослоях посредством процессов испарения» . Наномасштаб . 14 (9): 3324–3345. дои : 10.1039/D1NR07814C . ISSN 2040-3372 . ПМК 8900142 . ПМИД 35174843 .
^ Абид, Намра; Хан, Акиб Мухаммад; Шуджайт, Сара; Чаудхари, Кайнат; Икрам, Мухаммад; Имран, Мухаммед; Хайдер, Джунаид; Хан, Мааз; Хан, Касим; Макбул, Мухаммад (01 февраля 2022 г.). «Синтез наноматериалов с использованием различных подходов «сверху вниз» и «снизу вверх», влияющие факторы, преимущества и недостатки: обзор» . Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 300 : 102597. doi : 10.1016/j.cis.2021.102597 . ISSN 0001-8686 . ПМИД 34979471 . S2CID 245590883 .
^ Акбарпур, MR; Салахи, Э.; Хесари, Ф. Алихани; Юн, EY; Ким, HS; Симчи, А. (15 апреля 2013 г.). «Развитие микроструктуры и механические свойства наноструктурированной меди, армированной наночастицами SiC» . Материаловедение и инженерия: А. 568 : 33–39. дои : 10.1016/j.msea.2013.01.010 . ISSN 0921-5093 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Морено Пирайн, Хуан Карлос, изд. (10 октября 2011 г.). Термодинамика - Системы в равновесии и неравновесии . дои : 10.5772/1435 . ISBN 978-953-307-283-8 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Чжэн, Сяоянь; Чжу, Лижэ; Цзэн, Сянцзе; Мэн, Люмин; Чжан, Лу; Ван, Донг; Хуан, Сюйхуэй (2017). «Процессы самосборки амфифилов, контролируемые кинетикой». Журнал физической химии . 8 (8): 1798–1803. doi : 10.1021/acs.jpclett.7b00160 . ПМИД 28365997 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Болес, Майкл А.; Энгель, Майкл; Талапин, Дмитрий В. (28 сентября 2016 г.). «Самосборка коллоидных нанокристаллов: от сложных структур к функциональным материалам» . Химические обзоры . 116 (18): 11220–11289. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00196 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 27552640 .
^ Хейлз, Томас К. (1 июля 2006 г.). «Исторический обзор гипотезы Кеплера» . Дискретная и вычислительная геометрия . 36 (1): 5–20. дои : 10.1007/s00454-005-1210-2 . ISSN 1432-0444 .
^ Дамасцено, Пабло Ф.; Энгель, Майкл; Глотцер, Шэрон К. (27 июля 2012 г.). «Прогнозирующая самосборка многогранников в сложные структуры» . Наука . 337 (6093): 453–457. Бибкод : 2012Sci...337..453D . дои : 10.1126/science.1220869 . ISSN 1095-9203 . ПМИД 22837525 . S2CID 7177740 .
^ Макфарлейн, Роберт Дж.; Ли, Пёнду; Джонс, Мэтью Р.; Харрис, Надин; Шац, Джордж К.; Миркин, Чад А. (14 октября 2011 г.). «Инженерия сверхрешеток наночастиц с использованием ДНК» . Наука . 334 (6053): 204–208. Бибкод : 2011Sci...334..204M . дои : 10.1126/science.1210493 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 21998382 . S2CID 1626420 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гжельчак, Марек (2010). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ПМИД 20568710 .
^ Бокер, Александр (2007). «Самосборка наночастиц на границах раздела» . Мягкая материя . 3 (10): 1231–1248. Бибкод : 2007SMat....3.1231B . дои : 10.1039/b706609k . ПМИД 32900090 .
^ Роджерс, В. Бенджамин; Ши, Уильям М.; Манохаран, Винотан Н. (2016). «Использование ДНК для программирования самосборки коллоидных наночастиц и микрочастиц». Материалы обзоров природы . 1 (3): 16008. Бибкод : 2016NatRM...116008R . дои : 10.1038/natrevmats.2016.8 .
^ Ким, Чон Хван (2008). «Последовательное твердофазное изготовление бифункциональных якорей на наночастицах золота для контролируемой и масштабируемой сборки наномасштабной структуры». Ленгмюр . 24 (11): 5667–5671. дои : 10.1021/la800506g . ПМИД 18465887 .
^ Ким, Чон Хван (2010). «Одновременно контролируемая направленность и валентность водорастворимого предшественника наночастиц золота для анизотропной самосборки в водной фазе». Ленгмюр . 26 (24): 18634–18638. дои : 10.1021/la104114f . ПМИД 21117631 . S2CID 1113399 .
^ Ким, Джин Ву (2012). «Строительные блоки наночастиц, связанных с ДНК, для программируемой материи». Angewandte Chemie, международное издание . 50 (39): 9185–9190. дои : 10.1002/anie.201102342 . ПМИД 21887825 .
^ Ким, Джин Ву; Ким, Чон Хван; Дитон, Рассел (2012). «Программируемое построение наноструктур: сборка наноструктур с различными нанокомпонентами». Журнал IEEE по нанотехнологиям . 6 : 19–23. дои : 10.1109/MNANO.2011.2181736 . S2CID 45663847 .
^ Ким, Чон Хван; Ким, Джин Ву (2010). «Контролируемая химическая функционализация водорастворимых нанозондов для биомедицинской диагностики». Международная конференция IEEE 2010 г. по нано/молекулярной медицине и инженерии . стр. 235–238. дои : 10.1109/НАНОМЕД.2010.5749842 . ISBN 978-1-61284-152-6 . S2CID 21639971 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Фор, Бертран; немец Саласар-Альварес; Леннарт Бергстром (2011). «Константы Гамакера наночастиц оксида железа». Ленгмюр . 27 (14): 8659–8664. дои : 10.1021/la201387d . ПМИД 21644514 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Пинчук, Анатолий (2012). «Зависящие от размера константы Гамакера для наночастиц серебра». Журнал физической химии . 116 (37): 20099–20102. дои : 10.1021/jp3061784 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Суббараман, Рам (2008). «Оценка коэффициента Гамакера для каталитической системы, поддерживаемой топливными элементами». Ленгмюр . 24 (15): 8245–8253. дои : 10.1021/la800064a . ПМИД 18582125 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Краль, Славко; Маковец, Дарко (27 октября 2015 г.). «Магнитная сборка суперпарамагнитных кластеров наночастиц оксида железа в наноцепи и наносвязки». АСУ Нано . 9 (10): 9700–9707. дои : 10.1021/acsnano.5b02328 . ПМИД 26394039 .
^ Гжельчак, Марек; Вермант, Ян; Ферст, Эрик М.; Лиз-Марсан, Луис М. (27 июля 2010 г.). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 20568710 .
^ Де Фейтер, Стивен; Де Шрайвер, Франс К. (2005). «Самосборка на границе раздела жидкость/твердое тело: открытия СТМ» . Журнал физической химии Б. 109 (10): 4290–4302. дои : 10.1021/jp045298k . ISSN 1520-6106 . ПМИД 16851494 .
^ Веллеман, Леонора; Сикдар, Дебабрата; Турек Владимир А.; Кучернак, Энтони Р.; Розер, Стив Дж.; Корнышев Алексей Александрович; Эдель, Джошуа Б. (2016). «Настраиваемая двумерная самосборка плазмонных наночастиц на границе раздела жидкость | жидкость» (PDF) . Наномасштаб . 8 (46): 19229–19241. дои : 10.1039/C6NR05081F . hdl : 10044/1/41456 . ISSN 2040-3364 . ПМИД 27759133 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Бёкер, Александр; Он, Дзинбо; Эмрик, Тодд; Рассел, Томас П. (2007). «Самосборка наночастиц на границах раздела» . Мягкая материя . 3 (10): 1231–1248. Бибкод : 2007SMat....3.1231B . дои : 10.1039/b706609k . ISSN 1744-683X . ПМИД 32900090 .
^ «Визуализация и манипулирование наноструктурами» . Foundry.lbl.gov . Проверено 7 мая 2020 г.
^ Чу, Ёну; Маевский, Павел В.; Фукуто, Масафуми; Осуджи, Чинедум О.; Ягер, Кевин Г. (2018). «Путь разработки высокоориентированных массивов блок-сополимеров» . Наномасштаб . 10 (1): 416–427. дои : 10.1039/C7NR06069F . ISSN 2040-3364 . ОСТИ 1425014 . ПМИД 29226297 .
^ Сюн, Деан; Он, ЗП (13 мая 2008 г.). «Температурно-чувствительные многослойные мицеллы, образующиеся в результате комплексообразования блок-сополимера PNIPAM-b-P4VP и мицелл ядро-оболочка PS-b-PAA». Полимер . 49 (10): 2548–2552. doi : 10.1016/j.polymer.2008.03.052 .
^ Сюн, Деан; Ли, Чжэ; Цзоу, Лу; Он, Чжэньпин; Лю, Ян; Ань, Инли; Ма, Жуцзян; Ши, Линьци (2010). «Модуляция каталитической активности Au/мицелл с помощью настраиваемых гидрофильных каналов». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 341 (2): 273–279. Бибкод : 2010JCIS..341..273X . дои : 10.1016/j.jcis.2009.09.045 . ISSN 0021-9797 . ПМИД 19854448 .
^ Радош, Мацей; Закари Л. Тиррелл; Юцин Шен (сентябрь 2010 г.). «Изготовление мицеллярных наночастиц для доставки лекарств путем самосборки блок-сополимера». Прогресс в науке о полимерах . 35 (9): 1128–1143. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2010.06.003 .
^ Ван, Чун; Тан, Фу; Ван, Сяоюй; Ли, Лидун (24 июня 2015 г.). «Самосборка флуоресцентных гибридных наночастиц ядро-оболочка и их применение». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 7 (24): 13653–13658. дои : 10.1021/acsami.5b03440 . ISSN 1944-8244 . ПМИД 26031912 .
^ Тан, Фу; Он, Клык; Ченг, Хуэйцун; Ли, Лидун (20 июля 2010 г.). «Самосборка гибридных флуоресцентных наночастиц сопряженного полимера-Ag@SiO 2 для применения в клеточной визуализации». Ленгмюр . 26 (14): 11774–11778. дои : 10.1021/la101714q . ISSN 0743-7463 . ПМИД 20545370 .

[r1-1] Перейти обратно: ^а ^б Веттерског, Эрик; Агте, Майкл; Майенс, Арно; Ухмыляется, Екабс; Ван, Донг; Рана, Субхасис; Анияз, Анвар; Саласар-Альварес, немец; Бергстрем, Леннарт (2014). «Точный контроль формы и размера нанокристаллов оксида железа, пригодных для сборки в упорядоченные массивы частиц» . Наука и технология перспективных материалов . 15 (5): 055010. Бибкод : 2014STAdM..15e5010W . дои : 10.1088/1468-6996/15/5/055010 . ПМК 5099683 . ПМИД 27877722 .

[2] Добсон, Питер; Кинг, Стивен; Джарви, Хелен (14 мая 2019 г.). «Наночастица» . Британника . Проверено 6 мая 2020 г.

[Service2005-3] Сервис, РФ (2005). «Как далеко мы можем продвинуть химическую самосборку?» . Наука . 309 (5731): 95. doi : 10.1126/science.309.5731.95 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 15994541 .

[4] Котов, Николай А. (14 декабря 2017 г.). «Самосборка неорганических наночастиц: Ab ovo». Письма по еврофизике . 119 (6): 66008. Бибкод : 2017EL....11966008K . дои : 10.1209/0295-5075/119/66008 . S2CID 126225656 .

[5] Ван, Бен; Чжан, Ябин; Го, Чжигуан; Чжан, Ли (24 октября 2017 г.). «Самосборка наночастиц» . материалы сегодня . Проверено 6 мая 2020 г.

[GrzelczakVermant2010-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Гжельчак, Марек; Вермант, Ян; Ферст, Эрик М.; Лиз-Марсан, Луис М. (2010). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 20568710 .

[ShinnHübler2013-7] Шинн, Эрик; Хюблер, Альфред; Лион, Дэйв; Пердекамп, Маттиас Гросс; Безрядин Алексей; Белкин, Андрей (2013). «Преобразование ядерной энергии с помощью стопок графеновых наноконденсаторов». Сложность . 18 (3): 24–27. Бибкод : 2013Cmplx..18c..24S . дои : 10.1002/cplx.21427 . ISSN 1076-2787 .

[8] Уайтсайдс, генеральный менеджер (29 марта 2002 г.). «Самосборка во всех масштабах». Наука . 295 (5564): 2418–2421. Бибкод : 2002Sci...295.2418W . дои : 10.1126/science.1070821 . ПМИД 11923529 . S2CID 40684317 .

[9] Наноструктура, наносистемы и наноструктурированные материалы: теории, производство и разработки . Сивакумар, премьер-министр Торонто. 25 сентября 2013 г. ISBN. 978-1-4822-0355-4 . OCLC 872699361 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )

[10] Сервис, РФ (01.07.2005). «Как далеко мы можем продвинуть химическую самосборку?» . Наука . 309 (5731): 95. doi : 10.1126/science.309.5731.95 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 15994541 .

[:27-11] Перейти обратно: ^а ^б Маронги; Милио; Инноченци (декабрь 2010 г.). «Подход «сверху вниз» и «снизу вверх» к самостоятельной сборке многофункциональных пористых пленок». https://boa.unimib.it/bitstream/10281/19116/3/Phd_unimib_716509.pdf .

[:28-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с Чу, Ёну; Маевский, Павел В.; Фукуто, Масафуми; Осуджи, Чинедум О.; Ягер, Кевин Г. (2018). «Путь разработки высокоориентированных массивов блок-сополимеров». Наномасштаб . 10 (1): 416–427. дои : 10.1039/C7NR06069F . ОСТИ 1425014 . ПМИД 29226297 . S2CID 206107275 .

[13] Этвуд, Джерри Л. (2004). Энциклопедия супрамолекулярной химии . Деккер. ISBN 0-8247-4723-2 . OCLC 254049484 .

[14] Роуч, Люсьен; Хереу, Адриан; Лаланн, Филипп; Дюге, Этьен; Трегер-Делапьер, Мона; Винк, Кевин; Дриско, Гленна Л. (2022). «Контроль беспорядка в самоорганизующихся коллоидных монослоях посредством процессов испарения» . Наномасштаб . 14 (9): 3324–3345. дои : 10.1039/D1NR07814C . ISSN 2040-3372 . ПМК 8900142 . ПМИД 35174843 .

[15] Абид, Намра; Хан, Акиб Мухаммад; Шуджайт, Сара; Чаудхари, Кайнат; Икрам, Мухаммад; Имран, Мухаммед; Хайдер, Джунаид; Хан, Мааз; Хан, Касим; Макбул, Мухаммад (01 февраля 2022 г.). «Синтез наноматериалов с использованием различных подходов «сверху вниз» и «снизу вверх», влияющие факторы, преимущества и недостатки: обзор» . Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 300 : 102597. doi : 10.1016/j.cis.2021.102597 . ISSN 0001-8686 . ПМИД 34979471 . S2CID 245590883 .

[16] Акбарпур, MR; Салахи, Э.; Хесари, Ф. Алихани; Юн, EY; Ким, HS; Симчи, А. (15 апреля 2013 г.). «Развитие микроструктуры и механические свойства наноструктурированной меди, армированной наночастицами SiC» . Материаловедение и инженерия: А. 568 : 33–39. дои : 10.1016/j.msea.2013.01.010 . ISSN 0921-5093 .

[ReferenceB-17] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Морено Пирайн, Хуан Карлос, изд. (10 октября 2011 г.). Термодинамика - Системы в равновесии и неравновесии . дои : 10.5772/1435 . ISBN 978-953-307-283-8 .

[:29-18] Перейти обратно: ^а ^б Чжэн, Сяоянь; Чжу, Лижэ; Цзэн, Сянцзе; Мэн, Люмин; Чжан, Лу; Ван, Донг; Хуан, Сюйхуэй (2017). «Процессы самосборки амфифилов, контролируемые кинетикой». Журнал физической химии . 8 (8): 1798–1803. doi : 10.1021/acs.jpclett.7b00160 . ПМИД 28365997 .

[:0-19] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Болес, Майкл А.; Энгель, Майкл; Талапин, Дмитрий В. (28 сентября 2016 г.). «Самосборка коллоидных нанокристаллов: от сложных структур к функциональным материалам» . Химические обзоры . 116 (18): 11220–11289. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00196 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 27552640 .

[20] Хейлз, Томас К. (1 июля 2006 г.). «Исторический обзор гипотезы Кеплера» . Дискретная и вычислительная геометрия . 36 (1): 5–20. дои : 10.1007/s00454-005-1210-2 . ISSN 1432-0444 .

[21] Дамасцено, Пабло Ф.; Энгель, Майкл; Глотцер, Шэрон К. (27 июля 2012 г.). «Прогнозирующая самосборка многогранников в сложные структуры» . Наука . 337 (6093): 453–457. Бибкод : 2012Sci...337..453D . дои : 10.1126/science.1220869 . ISSN 1095-9203 . ПМИД 22837525 . S2CID 7177740 .

[22] Макфарлейн, Роберт Дж.; Ли, Пёнду; Джонс, Мэтью Р.; Харрис, Надин; Шац, Джордж К.; Миркин, Чад А. (14 октября 2011 г.). «Инженерия сверхрешеток наночастиц с использованием ДНК» . Наука . 334 (6053): 204–208. Бибкод : 2011Sci...334..204M . дои : 10.1126/science.1210493 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 21998382 . S2CID 1626420 .

[Directed-23] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гжельчак, Марек (2010). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ПМИД 20568710 .

[24] Бокер, Александр (2007). «Самосборка наночастиц на границах раздела» . Мягкая материя . 3 (10): 1231–1248. Бибкод : 2007SMat....3.1231B . дои : 10.1039/b706609k . ПМИД 32900090 .

[25] Роджерс, В. Бенджамин; Ши, Уильям М.; Манохаран, Винотан Н. (2016). «Использование ДНК для программирования самосборки коллоидных наночастиц и микрочастиц». Материалы обзоров природы . 1 (3): 16008. Бибкод : 2016NatRM...116008R . дои : 10.1038/natrevmats.2016.8 .

[26] Ким, Чон Хван (2008). «Последовательное твердофазное изготовление бифункциональных якорей на наночастицах золота для контролируемой и масштабируемой сборки наномасштабной структуры». Ленгмюр . 24 (11): 5667–5671. дои : 10.1021/la800506g . ПМИД 18465887 .

[27] Ким, Чон Хван (2010). «Одновременно контролируемая направленность и валентность водорастворимого предшественника наночастиц золота для анизотропной самосборки в водной фазе». Ленгмюр . 26 (24): 18634–18638. дои : 10.1021/la104114f . ПМИД 21117631 . S2CID 1113399 .

[28] Ким, Джин Ву (2012). «Строительные блоки наночастиц, связанных с ДНК, для программируемой материи». Angewandte Chemie, международное издание . 50 (39): 9185–9190. дои : 10.1002/anie.201102342 . ПМИД 21887825 .

[29] Ким, Джин Ву; Ким, Чон Хван; Дитон, Рассел (2012). «Программируемое построение наноструктур: сборка наноструктур с различными нанокомпонентами». Журнал IEEE по нанотехнологиям . 6 : 19–23. дои : 10.1109/MNANO.2011.2181736 . S2CID 45663847 .

[30] Ким, Чон Хван; Ким, Джин Ву (2010). «Контролируемая химическая функционализация водорастворимых нанозондов для биомедицинской диагностики». Международная конференция IEEE 2010 г. по нано/молекулярной медицине и инженерии . стр. 235–238. дои : 10.1109/НАНОМЕД.2010.5749842 . ISBN 978-1-61284-152-6 . S2CID 21639971 .

[iron-31] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Фор, Бертран; немец Саласар-Альварес; Леннарт Бергстром (2011). «Константы Гамакера наночастиц оксида железа». Ленгмюр . 27 (14): 8659–8664. дои : 10.1021/la201387d . ПМИД 21644514 .

[silver-32] Перейти обратно: ^а ^б Пинчук, Анатолий (2012). «Зависящие от размера константы Гамакера для наночастиц серебра». Журнал физической химии . 116 (37): 20099–20102. дои : 10.1021/jp3061784 .

[gold-33] Перейти обратно: ^а ^б Суббараман, Рам (2008). «Оценка коэффициента Гамакера для каталитической системы, поддерживаемой топливными элементами». Ленгмюр . 24 (15): 8245–8253. дои : 10.1021/la800064a . ПМИД 18582125 .

[ReferenceA-34] Перейти обратно: ^а ^б ^с Краль, Славко; Маковец, Дарко (27 октября 2015 г.). «Магнитная сборка суперпарамагнитных кластеров наночастиц оксида железа в наноцепи и наносвязки». АСУ Нано . 9 (10): 9700–9707. дои : 10.1021/acsnano.5b02328 . ПМИД 26394039 .

[35] Гжельчак, Марек; Вермант, Ян; Ферст, Эрик М.; Лиз-Марсан, Луис М. (27 июля 2010 г.). «Направленная самосборка наночастиц». АСУ Нано . 4 (7): 3591–3605. дои : 10.1021/nn100869j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 20568710 .

[De_FeyterDe_Schryver2005-36] Де Фейтер, Стивен; Де Шрайвер, Франс К. (2005). «Самосборка на границе раздела жидкость/твердое тело: открытия СТМ» . Журнал физической химии Б. 109 (10): 4290–4302. дои : 10.1021/jp045298k . ISSN 1520-6106 . ПМИД 16851494 .

[VellemanSikdar2016-37] Веллеман, Леонора; Сикдар, Дебабрата; Турек Владимир А.; Кучернак, Энтони Р.; Розер, Стив Дж.; Корнышев Алексей Александрович; Эдель, Джошуа Б. (2016). «Настраиваемая двумерная самосборка плазмонных наночастиц на границе раздела жидкость | жидкость» (PDF) . Наномасштаб . 8 (46): 19229–19241. дои : 10.1039/C6NR05081F . hdl : 10044/1/41456 . ISSN 2040-3364 . ПМИД 27759133 .

[BökerHe2007-38] Перейти обратно: ^а ^б Бёкер, Александр; Он, Дзинбо; Эмрик, Тодд; Рассел, Томас П. (2007). «Самосборка наночастиц на границах раздела» . Мягкая материя . 3 (10): 1231–1248. Бибкод : 2007SMat....3.1231B . дои : 10.1039/b706609k . ISSN 1744-683X . ПМИД 32900090 .

[39] «Визуализация и манипулирование наноструктурами» . Foundry.lbl.gov . Проверено 7 мая 2020 г.

[40] Чу, Ёну; Маевский, Павел В.; Фукуто, Масафуми; Осуджи, Чинедум О.; Ягер, Кевин Г. (2018). «Путь разработки высокоориентированных массивов блок-сополимеров» . Наномасштаб . 10 (1): 416–427. дои : 10.1039/C7NR06069F . ISSN 2040-3364 . ОСТИ 1425014 . ПМИД 29226297 .

[41] Сюн, Деан; Он, ЗП (13 мая 2008 г.). «Температурно-чувствительные многослойные мицеллы, образующиеся в результате комплексообразования блок-сополимера PNIPAM-b-P4VP и мицелл ядро-оболочка PS-b-PAA». Полимер . 49 (10): 2548–2552. doi : 10.1016/j.polymer.2008.03.052 .

[XiongLi2010-42] Сюн, Деан; Ли, Чжэ; Цзоу, Лу; Он, Чжэньпин; Лю, Ян; Ань, Инли; Ма, Жуцзян; Ши, Линьци (2010). «Модуляция каталитической активности Au/мицелл с помощью настраиваемых гидрофильных каналов». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 341 (2): 273–279. Бибкод : 2010JCIS..341..273X . дои : 10.1016/j.jcis.2009.09.045 . ISSN 0021-9797 . ПМИД 19854448 .

[43] Радош, Мацей; Закари Л. Тиррелл; Юцин Шен (сентябрь 2010 г.). «Изготовление мицеллярных наночастиц для доставки лекарств путем самосборки блок-сополимера». Прогресс в науке о полимерах . 35 (9): 1128–1143. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2010.06.003 .

[44] Ван, Чун; Тан, Фу; Ван, Сяоюй; Ли, Лидун (24 июня 2015 г.). «Самосборка флуоресцентных гибридных наночастиц ядро-оболочка и их применение». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 7 (24): 13653–13658. дои : 10.1021/acsami.5b03440 . ISSN 1944-8244 . ПМИД 26031912 .

[45] Тан, Фу; Он, Клык; Ченг, Хуэйцун; Ли, Лидун (20 июля 2010 г.). «Самосборка гибридных флуоресцентных наночастиц сопряженного полимера-Ag@SiO 2 для применения в клеточной визуализации». Ленгмюр . 26 (14): 11774–11778. дои : 10.1021/la101714q . ISSN 0743-7463 . ПМИД 20545370 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]