Self-assembly of nanoparticles employing polymerization-induced phase separation

Authors
Williams, Roberto Juan Jose; Hoppe, Cristina Elena; Zucchi, Ileana Alicia; Romeo, Hernan Esteban; Dell'Erba, Ignacio Esteban; Gómez, María L.; Puig, Julieta; Leonardi, Agustina Belen
Publication Year
2014
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Nanoparticles (NPs) may be homogeneously dispersed in the precursors of a polymer (reactive solvent) by an adequate selection of their stabilizing ligands. However, the dispersion can become metastable or unstable in the course of polymerization. If this happens, NP-rich domains can be segregated by a process called polymerization-induced phase separation (PIPS). This occurs mainly due to the decrease in the entropic contribution of the reactive solvent to the free energy of mixing (increase in its average size) and, for a reactive solvent generating a cross-linked polymer, the additional contribution of the elastic energy in the post-gel stage. The extent of PIPS will depend on the competition between phase separation and polymerization rates. It can be completely avoided, limited to a local scale or conveyed to generate different types of NPs' aggregates such as crystalline platelets, self-assembled structures with a hierarchical order and partitioning at the interface, and bidimensional patterns of NPs at the film surface. The use of a third component in the initial formulation such as a linear polymer or a block copolymer, provides the possibility of generating an internal template for the preferential location and self-assembly of phaseseparated NPs. Some illustrative examples of morphologies generated by PIPS in solutions of NPs in reactive solvents, are analyzed in this feature article.
Fil: Williams, Roberto Juan Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Hoppe, Cristina Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Romeo, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Dell'Erba, Ignacio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Gómez, María L.. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina
Fil: Puig, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Leonardi, Agustina Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación En Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina
Subject
BLOCK COPOLYMERS
NANOPARTICLE-POLYMER BLENDS
NANOPARTICLES
PHASE SEPARATION
POLYMERIZATION-INDUCED PHASE SEPARATION
SELF-ASSEMBLY
Nano-materiales
Nanotecnología
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
Access level
Embargoed access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/4948