Web of Science: 14 cites, Scopus: 12 cites, Google Scholar: cites,
Tunable Self-Assembly of YF Nanoparticles by Citrate-Mediated Ionic Bridges
Martínez-Esaín, Jordi (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Faraudo, Jordi (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Puig, Teresa (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Obradors, Xavier (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Ros i Badosa, Josep (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Ricart, Susagna (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Yáñez López, Ramón (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciència de Materials de Barcelona

Data: 2018
Resum: Ligand-to-surface interactions are critical factors in surface and interface chemistry to control the mechanisms governing nanostructured colloidal suspensions. In particular, molecules containing carboxylate moieties (such as citrate anions) have been extensively investigated to stabilize metal, metal oxide, and metal fluoride nanoparticles. Using YF nanoparticles as a model system, we show here the self-assembly of citrate-stabilized nanostructures (supraparticles) with a size tunable by temperature. Results from several experimental techniques and molecular dynamics simulations show that the self-assembly of nanoparticles into supraparticles is due to ionic bridges between different nanoparticles. These interactions were caused by cations (e. g. , ammonium) strongly adsorbed onto the nanoparticle surface that also interact strongly with nonbonded citrate anions, creating ionic bridges in solution between nanoparticles. Experimentally, we observe self-assembly of nanoparticles into supraparticles at 25 and 100 °C. Interestingly, at high temperatures (100 °C), this citrate-bridge self-assembly mechanism is more efficient, giving rise to larger supraparticles. At low temperatures (5 °C), this mechanism is not observed, and nanoparticles remain stable. Molecular dynamics simulations show that the free energy of a single citrate bridge between nanoparticles in solution is much larger than the thermal energy and in fact is much larger than typical adsorption free energies of ions on colloids. Summarizing our experiments and simulations, we identify as key aspects of the self-assembly mechanism the requirement of NPs with a surface able to adsorb anions and cations and the presence of multidentate ions in solution. This indicates that this new ion-mediated self-assembly mechanism is not specific of YF and citrate anions, as supported by preliminary experimental results in other systems.
Nota: Número d'acord de subvenció MINECO/SEV-2015-0496
Nota: Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2015-68994-REDC
Nota: Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2014-51778-C2-1-R
Nota: Número d'acord de subvenció MINECO/RTC-2015-3640-3
Nota: Número d'acord de subvenció EC/FP7/280432
Nota: Número d'acord de subvenció EC/H2020/669504
Nota: Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-753
Drets: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades. Creative Commons
Llengua: Anglès
Document: article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a: Journal of the American Chemical Society, Vol. 140, Issue 6 (February 2018) , p. 2127-2134, ISSN 1520-5126

DOI: 10.1021/jacs.7b09821
PMID: 29308645


8 p, 6.0 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats

 Registre creat el 2020-02-24, darrera modificació el 2021-06-06



   Favorit i Compartir