Silicium‐Nanokristalle und Silicium‐Polymer‐Hybridmaterialien: Synthese, Oberflächenmodifikation und Anwendungen

Dasog, Mita; Kehrle, Julian; Rieger, Bernhard; Veinot, Jonathan G. C.

doi:10.1002/ange.201506065

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“…Most synthetic protocols produce Si terminated with either hydrides,oxides or halogens.Thiols have also been used as capping ligands for Si nanocrystals,a lthough the passivating layer is very susceptible to degradation by hydrolysis. [121][122][123] 3) Silanization is generally am ulti-step reaction:f irst of all, the surface has to be modified with an alcohol and then treated with degassed H 2 Ot od ecorate the surface with hydroxyl terminal groups.O Ht erminated nanoparticles then react with siloxane to form ac ore-shell Si@siloxane. Silyl radicals react with the terminal carboncarbon bond to induce as table SiÀCb ond.…”

Section: Silicon Oxidation and Post-synthesis Surface Modificationmentioning

confidence: 99%

“…These two functionalization processes are explained in great detail in several Reviews. [121][122][123] 3) Silanization is generally am ulti-step reaction:f irst of all, the surface has to be modified with an alcohol and then treated with degassed H 2 Ot od ecorate the surface with hydroxyl terminal groups.O Ht erminated nanoparticles then react with siloxane to form ac ore-shell Si@siloxane. [88,124] All Si synthesis reports highlight the importance of surface modification to protect the surface,h owever only af ew articles actually report the oxidation behavior of functionalized Si nanoparticles upon contact with air.…”

Section: Silicon Oxidation and Post-synthesis Surface Modificationmentioning

confidence: 99%

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Silicon‐Based Dielectric Metamaterials: Focus on the Current Synthetic Challenges

et al. 2018

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Metamaterials have optical properties that are unprecedented in nature. They have opened new horizons in light manipulation, with the ability to bend, focus, completely reflect, transmit, or absorb an incident wave front. Optically active metamaterials in particular could be used for applications ranging from 3D information storage to photovoltaic cells. Silicon (Si) particles are some of the most promising building blocks for optically active metamaterials, with high scattering efficiency coupled to low light absorption for visible frequencies. However, to date ideal Si building blocks cannot be produced by bulk synthesis techniques. The key is to find a synthetic route to produce Si building blocks between 75-200 nm in diameter of uniform size and shape, that are crystalline, have few impurities, and little to no porosity. This Review provides a theoretical background on Si optical properties for metamaterials, an overview of current synthetic methods and gives direction towards the most promising routes to ideal Si particles for metamaterials.

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Section: Silicon Oxidation and Post-synthesis Surface Modificationmentioning

confidence: 99%

Section: Silicon Oxidation and Post-synthesis Surface Modificationmentioning

confidence: 99%

Silicon‐Based Dielectric Metamaterials: Focus on the Current Synthetic Challenges

et al. 2018

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“…Silicon nanocrystals (SiNCs) have garnered significant attention [1] for their unique properties,w hich include sizedependent photoluminescence, [2] low-toxicity, [3] and biocompatibility. [4,5] Moreover,t he elemental abundance of silicon favors the applications in sensors, [6] LEDs, [7] solar cells, [8] and bio-imaging.…”

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confidence: 99%

Dissipative Self‐Assembly of Photoluminescent Silicon Nanocrystals

et al. 2018

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Solutions of silicon nanocrystals (SiNCs) are used in a diverse range of applications because of their tunable photoluminescence, biocompatibility, and the abundance of Si. In dissipative supramolecular materials, self-assembly of molecules or nanoparticles is driven by a chemical reaction network that irreversible consumes fuel. The properties of the emerging structures are controlled by the kinetics of the underlying chemical reaction network. Herein, we demonstrate the dissipative self-assembly of photoluminescent SiNCs driven by a chemical fuel. A chemical reaction induces self-assembly of the water-soluble SiNCs. However, the assemblies are transient, and when the chemical reaction network runs out of fuel, the SiNCs disassemble. The lifetime of the assemblies is controlled by the amount of fuel added. As an application of the transient supramolecular material, we demonstrate that the platform can be used to control the delayed uptake of the nanocrystals by mammalian cells.

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“…Allerdings sind die Strukturen transient, und wenn dem chemischen Reaktionsnetzwerk der Brennstoff ausgeht, deassemblieren sich die SiNCs.D ie Lebensdauer der Strukturen ist durchd ie zugegebene Brennstoffmenge steuerbar.D ie Plattform kann fürd ie gesteuerte,v erzçgerte Aufnahme der Nanokristalle durchS äugetierzellen genutzt werden.Siliciumnanokristalle (SiNCs) haben wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften, [1] zu denen die grçßenabhängige Photolumineszenz, [2] geringe Toxizität, [3] und Biokompatibilität gehçren, [4,5] große Aufmerksamkeit erregt. B. wegen ihrer einstellbaren Photolumineszenz, Biokompatibilitätund der Verfügbarkeit von Si in zahlreichen Anwendungen eingesetzt.…”

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“…Siliciumnanokristalle (SiNCs) haben wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften, [1] zu denen die grçßenabhängige Photolumineszenz, [2] geringe Toxizität, [3] und Biokompatibilität gehçren, [4,5] große Aufmerksamkeit erregt. Darüber hinaus begünstigt die Häufigkeit von Silicium Anwendungen in Sensoren, [6] LEDs, [7] Solarzellen [8] und biologischer Bildge-bung.…”

unclassified

Dissipative Selbstassemblierung photolumineszierender Siliciumnanokristalle

et al. 2018

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Lçsungen von Siliciumnanokristallen (SiNCs) werden z. B. wegen ihrer einstellbaren Photolumineszenz, Biokompatibilitätund der Verfügbarkeit von Si in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. In dissipativen supramolekularen Materialien wird die Selbstassemblierung von Molekülen oder Nanopartikeln durch ein chemisches Reaktionsnetzwerk angetrieben, das irreversibel Brennstoff verbraucht. Die Eigenschaften der entstehenden Strukturen werden durch die Kinetik des zugrunde liegenden chemischen Reaktionsnetzwerkes gesteuert. Hier wird die dissipative Selbstassemblierung von photolumineszierenden SiNCs demonstriert, die von einem chemischen Brennstoff angetrieben werden. Eine chemische Reaktion setzt die Selbstassemblierung der wasserlçslichen SiNCs in Gang. Allerdings sind die Strukturen transient, und wenn dem chemischen Reaktionsnetzwerk der Brennstoff ausgeht, deassemblieren sich die SiNCs.D ie Lebensdauer der Strukturen ist durchd ie zugegebene Brennstoffmenge steuerbar.D ie Plattform kann fürd ie gesteuerte,v erzçgerte Aufnahme der Nanokristalle durchS äugetierzellen genutzt werden.Siliciumnanokristalle (SiNCs) haben wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften, [1] zu denen die grçßenabhängige Photolumineszenz, [2] geringe Toxizität, [3] und Biokompatibilität gehçren, [4,5] große Aufmerksamkeit erregt. Darüber hinaus begünstigt die Häufigkeit von Silicium Anwendungen in Sensoren, [6] LEDs, [7] Solarzellen [8] und biologischer Bildge-bung. [9,10] Die Oberflächenchemie von SiNCs spielt bei diesen Anwendungen eine entscheidende Rolle,d as ie die natürlichen Eigenschaften des Nanokristalls verändern kann. [11] So kçnnen Eigenschaften wie Zytotoxizität, [12] Photolumineszenz-Emissionsquantenausbeute [13] oder Emissionswellenlänge [14] durch Funktionalisierung der Oberfläche der SiNCs eingestellt werden. Strategien zur Veränderung der Oberflächenchemie der SiNCs beruhen auf der Bildung stabiler, kovalenter Bindungen. Die statische Natur dieser Bindungen ermçglicht keine dynamischen Materialeigenschaften, die sich weiterentwickeln oder sich an Umweltveränderungen anpassen.Im Unterschied dazu sind dissipative supramolekulare Materialien intrinsisch dynamisch, und ihre Funktion kann über Raum und Zeit gesteuert werden. [15] Bei diesen Materialien ist die Selbstassemblierung von Molekülen an (photo)chemische Reaktionsnetzwerke gekoppelt. In diesen chemischen Reaktionsnetzwerken aktiviert eine Aktivierungsreaktion eine Vorstufe,w as deren Selbstassemblierung ermçglicht. Die Reaktion kann nur auf Kosten einer Energiequelle,t ypischerweise eines Photons oder eines chemischen Brennstoffes,e rfolgen und ist irreversibel. Das heißt, die Aktivierungsreaktion "verbrennt" eine Energiequelle,u m eine Vorstufe fürd ie Selbstassemblierung zu aktivieren. Das aktivierte Produkt kann sich dann selbst zu einem supramolekularen Material assemblieren. Das Produkt ist jedoch metastabil und wird spontan unter Rückbildung der Vorstufe deaktiviert.

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Silicium‐Nanokristalle und Silicium‐Polymer‐Hybridmaterialien: Synthese, Oberflächenmodifikation und Anwendungen

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Silicon‐Based Dielectric Metamaterials: Focus on the Current Synthetic Challenges

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