Kontrollierte Herstellung von Planet‐Satellit‐Nanostrukturen durch RAFT‐Sternpolymere

Abstract

Die Untersuchung und Anwendung komplexer Nanostrukturen setzt die Fähigkeit voraus, verschiedene Einheiten hierarchisch auf der Nanometerskala anzuordnen. In dieser Studie beschreiben wir eine Herstellungsmethode für Planet-Satellit-Strukturen vermittelt durch RAFT-Polymere. Die vorgestellte Strategie beruht auf Sternpolymeren mit Trithiocarbonat-Endgruppen auf deren Außenseite, welche eine Affinität zu Goldoberflächen aufweisen und somit das Polymer zu einem Verknüpfer (grçßerer) Goldnanopartikel-Planeten und (kleinerer) Goldnanopartikel-Satelliten machen. Die gezielte Einstellung der Molmasse dieser Sternpolymere ermçglicht die Herstellung von Nanostrukturen mit definierten Planet-Satellit-Abständen, was durch Transmissionselektronenmikroskopie gezeigt wurde. Die vorgestellte Methode stellt einen einfachen Weg zu multivalenten Goldnanopartikelgerüstarchitekturen mit Funktionalitäten bei festgelegten Abständen vom zentralen Kern dar. Multikomponenten-Nanoarchitekturen[1] entstehen durch Kombination verschiedener Baueinheiten zu strukturierten Nanohybriden. Neben dem menschlichen Streben nach äs-thetischen und geordneten Strukturen ist die Untersuchung der resultierenden physikalischen Eigenschaften solcher Systeme eine weitere Triebkraft in diesem Forschungsgebiet, die unter anderem zu Planet-Satellit-Nanostrukturen geführt hat. Diese Materialien wurden als Elemente für die Sensorik, [2] Hilfsgerüste zur selektiven Funktionalisierung von Nanopartikeln an spezifischen Halbseiten, [3] plasmonische Messbänder, [4] Substrate für die oberflächenverstärkte Raman-Streuung [5] und Agentien für den tumorspezifischen Wirkstofftransport [6] vorgeschlagen. Eine effiziente und flexible Syntheseroute zu Planet-Satellit-Strukturen ist jedoch Voraussetzung für die Erforschung und Verwendung dieser Architekturen. In dieser Hinsicht konnte die Einstellung von Planet-Satellit-Abständen innerhalb eines Bereiches weniger Nanometer durch Verwendung unterschiedlicher verknüp-fender Alkylketten gezeigt werden.[7] Um Kontrolle über grçßere Interpartikelabstände zu erlangen, bieten sich wohldefinierte Makromoleküle als Partikelvernetzer an. DNS ist ein Biopolymer, das auf verschiedene Weisen Nanopartikelsuperstrukturen codieren kann; [8] es wurde als solches auch genutzt, um die Bildung von Planet-Satellit-Anordnungen zu dirigieren.[9] Die Anwendung von maßgeschneiderten synthetischen Polymeren auf dieses Problemfeld hingegen stellt eine Alternative zu DNS dar, welche die aufwendige Planung und Synthese einer Substanzbibliothek aus DNS-Strukturen vermeidet und gleichzeitig die Flexibilität im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung des Polymers erhçht.Die RAFT-Polymerisation [10] ("reversible addition-fragmentation chain transfer") bietet die Mçglichkeit der Herstellung von Polymer mit einer schmalen Molmassenverteilung um einstellbare Mittelwerte und ermçglicht gleichzeitig Kontrolle über Polymertopologie und Endgruppenfunktionalität. RAFT-Polymere sind außerdem ohne weitere Modifizierung einsetzbar, um Nanokomposite mit G...

Synthesis of Janus Au@BCP nanoparticles via UV light-initiated RAFT polymerization-induced self-assembly

“…It should be noted that a mixture of nanoparticles with a broad size distribution was prepared using the citrate-capped AuNPs, which indicated a loss of control during the PISA process. This is probably because the citrate-capped AuNPs have ligand exchange with the P4VP-CTA (note: as-prepared with an end-capped trithiocarbonate group) through trithiocarbonate interactions 41,42 during photo-polymerization. In order to eliminate the ligand exchange effect and improve the hybridization quality, we assume that the citrate-capped AuNPs can be functionalized with the P4VP-CTA as polymer ligands, which benets stabilization of AuNPs in organic solvent (e.g., methanol and styrene).…”