HIGH-DENSITY INTEGRATION OF CARBON NANOTUBES VIA CHEMICAL SELF-ASSEMBLY

"High-density integration of carbon nanotubes via chemical self-assembly". H. Park, A. Afzali, S.-J. Han, G. S. Tulevski, A. D. Franklin, J. Tersoff, J. B. Hannon, W. Haensch. NATURE NANOTECHNOLOGY. In press. DOI: 10.1038/nnano.2012.189

Carbon nanotubes have potential in the development of high-speed and power-efficient logic applications. However, for such technologies to be viable, a high density of semiconducting nanotubes must be placed at precise locations on a substrate. Here, we show that ion-exchange chemistry can be used to fabricate arrays of individually positioned carbon nanotubes with a density as high as 1 × 10⁹ cm⁻²—two orders of magnitude higher than previous reports. With this approach, we assembled a high density of carbon-nanotube transistors in a conventional semiconductor fabrication line and then electrically tested more than 10,000 devices in a single chip. The ability to characterize such large distributions of nanotube devices is crucial for analysing transistor performance, yield and semiconducting nanotube purity.

Los nanotubos de carbono tienen el potencial de desarrollar aplicaciones lógicas de alta velocidad eficientes energéticamente. Sin embargo, para que dichas tecnologías sean viables, se debe poder colocar una alta densidad de nanotubos semiconductores en posiciones precisas sobre un substrato. Aquí se muestra que la química de intercambio de iones puede usarse para fabricar arreglos de nanotubos de carbono posicionados individualmente, con una densidad tan alta como 1 × 10⁹ cm⁻²—dos órdenes de magnitud mayor que lar reportadas previamente. Con esta estrategia, se ensamblaron transistores de alta densidad de nanotubos de carbono en una línea de fabricación convencional de semiconductores, y entonces se probaron eléctricamente más de 10,000 dispositivos en un único circuito. La capacidad de caracterizar distribuciones de dispositivos de nanotubos así de grandes es muy importante para el análisis del desempeño de los transistores, de su eficiencia y de la pureza de los nanotubos semiconductores.

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2012.189.html

MUSCLE-LIKE SUPRAMOLECULAR POLYMERS: INTEGRATED MOTION FROM THOUSANDS OF MOLECULAR MACHINES

 

"Muscle-like Supramolecular Polymers: Integrated Motion from Thousands of Molecular Machines". G. Du, E. Moulin, N. Jouault, E. Buhler, N. Giuseppone. ANGEWANDTE CHEMIE. In press. DOI: 10.1002/ange.201206571

Mini-muscles: Double up threaded rotaxanes, in the presence of zinc or iron ions, can be polymerized and associated with coordinating units. pH changes trigger cooperative contractions (or expansions) of individual rotaxanes, in which the contour length of the muscle-like supramolecular chains change to several micrometers.

Minimúsculos: Rotaxanos de doble brazo, en presencia de iones de zink o de hierro, pueden polimerizar y asociarse con unidades de coordinación. Los cambio en el pH desencadenan contracciones (o expansiones) cooperativas de los rotaxanos individuales, en los cuales la longitud de las cadenas supramoleculares tipo músculo cambian en varios micrómetros.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201206571/abstract 

SURFACE FUNCTIONALIZED NANOFIBRILLAR CELLULOSE (NFC) FILM AS A PLATFORM FOR IMMUNOASSAYS AND DIAGNOSTICS

 "Surface Functionalized Nanofibrillar Cellulose (NFC) Film as a Platform for Immunoassays and Diagnostics". H. Orelma, I. Filpponen, L.-S. Johansson, M. Osterberg, O. J. Rojas, J. Laine. BIOINTERPHASES 7, 61 (2012). DOI: 10.1007/s13758-012-0061-7

We introduce a new method to modify films of nanofibrillated cellulose (NFC) to produce non-porous, water-resistant substrates for diagnostics. First, water resistant NFC films were prepared from mechanically

disintegrated NFC hydrogel, and then their surfaces were carboxylated via TEMPO-mediated oxidation. Next, the topologically functionalized film was activated via EDS/NHS chemistry, and its reactivity verified with bovine serum albumin and antihuman IgG. The surface carboxylation, EDC/NHS activation and the protein attachment were confirmed using quartz crystal microbalance with dissipation, contact angle measurements, conductometric titrations, X-ray photoelectron spectroscopy and fluorescence microscopy. The surface morphology of the prepared films was investigated using confocal laser scanning microscopy and atomic force microscopy. Finally, we demonstrate that antihuman IgG can be immobilized on the activated NFC surface using commercial piezoelectric inkjet printing.

Se presenta un nuevo método que modifica películas de celulosa nanofibrilar (NFC) para producir substratos para diagnósis no porosos y resistentes al agua. Primero, se prepararon películas NFC resistentes al agua a partir de la desintegración mecánica de un hidrogel NFC, y entonces sus superficies fueron carboxiladas mediante una oxidación TEMPO. En seguida, la película topológicamente funcionalizada se activó mediante química EDS/NHS, y su reactividad fue verificada con serum albúmina bovina e IgG antihumano. La carboxilación de la superficie, la activación EDC/NHS y el anclaje de proteínas se confirmaron mediante una microbalanza de cristal de cuarzo con disipación, mediante mediciones de ángulo de contacto, titulaciones conductométricas, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X y microscopia de fluorescencia. La morfología de la superficie de las películas preparadas se investigó usando microscopia láser de barrido cofocal y microscopia de fuerza atómica. Finalmente, se demuestra que el IgG antihumano puede inmobilizarse sobre la superficie NFC, utilizando impresión comercial, piezoeléctrica, de inyección de tinta.

http://www.springerlink.com/content/34221770q130577t/

SELF-ASSEMBLY OF VERTICALLY ALIGNED GOLD NANOROD ARRAYS ON PATTERNED SUBSTRATES

 "Self-Assembly of Vertically Aligned Gold Nanorod Arrays on Patterned Substrates". T. Thai, Y. Zheng, S. H. Ng, S. Mudie, M. Altissimo, U. Bach. ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION 51, 8732 (2012). DOI: 10.1002/anie.201204609

Nanorods standing at attention! A self-assembly technique based on convective and capillary forces was used for the direct fabrication of standing arrays of gold nanorods on lithographically predefined areas. The hexagonal close-packed structure of gold nanorods creates an ideal substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.

Los nanocilindros llaman la atención! Una técnica de autoensamblaje, basada en fuerzas convectivas y capilares, fue empleada para la fabricación directa de arreglos de nanocilindros de oro en regiones predefinidas mediante litografía. La estructura hexagonal compacta de los nanocilindros de oro genera una superficie ideal para la espectroscopia Raman superficial aumentada.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201204609/abstract 

GLYCOSYLATED STAR-SHAPED CONJUGATED OLIGOMERS FOR TARGETED TWO-PHOTON FLUORESCENCE IMAGING

 "Glycosylated Star-Shaped Conjugated Oligomers for Targeted Two-Photon Fluorescence Imaging".  G. Wang, X. Zhang, J. Geng, K. Li, D. Ding, K. -Y. Pu, L. Cai, Y. -H. Lai, B. Liu. CHEMISTRY - A EUROPEAN JOURNAL 18, 9705 (2012). DOI: 10.1002/chem.201200849

A glucopyranose functionalized star-shaped oligomer, N-tris{4,4′,4′′-[(1E)-2-(2-{(E)-2-[4-(benzo[d]thiazol-2-yl)phenyl]vinyl}-9,9-bis(6-2-amido-2-deoxy-1-thio-β-D-glucopyranose-hexyl)-9H-fluoren-7-yl)vinyl]phenyl}phenylamine (TVFVBN-S-NH₂), is synthesized for two-photon fluorescence imaging. In water, TVFVBN-S-NH₂ self-assembles into nanoparticles with an average diameter of ∼49 nm and shows a fluorescence quantum yield of 0.21. Two-photon fluorescence measurements reveal that TVFVBN-S-NH₂ has a two-photon absorption cross-section of ∼1100 GM at 780 nm in water. The active amine group on the glucopyranose moiety allows further functionalization of TVFVBN-S-NH₂ with folic acid to yield TVFVBN-S-NH₂FA with similar optical and physical properties as those for TVFVBN-S-NH₂. Cellular imaging studies reveal that TVFVBN-S-NH₂FA has increased uptake by MCF-7 cells relative to that for TVFVBN-S-NH₂, due to specific interactions between folic acid and folate receptors on the MCF-7 cell membrane. This study demonstrates the effectiveness of glycosylation as a molecular engineering strategy to yield water-soluble materials with a large two-photon absorption (TPA) cross-section for targeted cancer-cell imaging.

Se sintetizó el oligómero funcionalizado con glucopiranosa, en forma de estrella, N-tris{4,4´,4´´-[(1E)-2-(2-{(E)-2-[4-(benzo[d]tiazol-2-il)fenil]vinil}-9,9-bis(6-2-amido-2deoxi-1-tio-β-D-glucopiranosa-hexil)-9H-fluoren-7-il)vinil]fenil}fenilamina (TVFVBN-S-NH₂), para imagenología fluorescente a dos fotones. En agua, el TVFVBN-S-NH₂ se autoensambla en forma de nanopartículas de un diámetro promedio de ~49 nm, y muestran una eficiencia cuántica de fluorescencia de 0.21. Las mediciones de fluorescencia a dos fotones muestran que el TVFVBN-S-NH₂ tiene una sección eficaz de absorción a dos fotones de ~1100 GM a 780 nm, en agua. El grupo activo amino en la glucopiranosa permite una funcionalización adicional del TVFVBN-S-NH₂ con ácido fólico para producir TVFVBN-S-NH₂FA con propiedades ópticas y físicas similares a aquellas del TVFVBN-S-NH₂. Los estudios de imagenología celular muestran que el TVFVBN-S-NH₂FA incrementa la captación de células MCF-7 en relación a la captación hecha por el TVFVBN-S-NH₂, debido a interacciones específicas entre el ácido fólico y los receptores folados en la membrana celular del MCF-7. Este estudio demuestra la efectividad de la glicosilación como una estrategia de ingeniería molecular que permite la obtención de materiales solubles en agua con una alta sección eficaz de absorción a dos fotones (TPA) que pueden ser empleados en imagenología dirigida de células cancerosas.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201200849/abstract