In-Situ Covalent Bonding of Carbon Dots on Two-Dimensional Tungsten Disulfide Interfaces for Effective Monitoring and Remediation of Chlortetracycline Residue

2021 ◽  
pp. 134315
Author(s):  
Caicheng Long ◽  
Sicong Liu ◽  
Xiao Li ◽  
Jing Zhu ◽  
Lei Zhang ◽  
...  
Keyword(s):  
Carbon Dots ◽  
Covalent Bonding ◽  
Tungsten Disulfide ◽  
Two Dimensional

Functionalization of graphene and related two-dimensional materials with organic dyes

2019 ◽  
Author(s):  
Ρουμπέν Καντόν-Βιτόρια
Keyword(s):  
Carbon Dots ◽  
Organic Dyes ◽  
Two Dimensional ◽  
Bulk Materials ◽  
Two Dimensional Materials

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφορά στη χημική τροποποίηση φύλλων γραφενίου καθώς και σχετικών δισδιάστατων αναλόγων του που βασίζονται στα διχαλκογενίδια μετάλλων μετάπτωσης MoS2 και WS2, με στόχο την παρασκευή υβριδικών υλικών για ενεργειακές εφαρμογές. Αναλυτικότερα, χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι τόσο ομοιοπολικής χημικής τροποποίησης όσο και τεχνικές υπερμοριακής χημείας για την πρόσδεση/αλληλεπίδραση οργανικών χρωμοφόρων μορίων στο πλέγμα του γραφενίου και των MoS2 και WS2.Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο μέρος της διατριβής επιτεύχθηκε η ομοιοπολική πρόσδεση (α) 4,4-διφθορο-4-βορανο-3α,4α,8-τριαζο-s-ινδακενίων (boron azadipyrromethenes – azaBDPs) σε αποφλοιωμένο γραφένιο το οποίο αρχικά είχε τροποποιηθεί κατάλληλα μέσω αντίδρασης με in-situ σχηματιζόμενα άρυλο-διαζωνιακά άλατα ώστε να φέρει ομάδες αλκυνίου, οι οποίες ακολούθως αντέδρασαν μέσω χημείας “click” με παράγωγα azaBDP που έφεραν ομάδες αζιδίου, και (β) κυανινών (cyanines) ακολουθώντας τη μεθοδολογία χημικής τροποποίησης με in-situ σχηματιζόμενα άρυλο-διαζωνιακά άλατα που είτε έφεραν εξ’αρχής τις κυανίνες ως μέρος της δομής τους, είτε χρησιμοποιήθηκαν για περαιτέρω σύζευξη με τις κυανίνες μέσω αντιδράσεων συμπύκνωσης πάνω στο πλέγμα του ήδη τροποποιημένου γραφενίου.Στο δεύτερο μέρος της διατριβής αναπτύχθηκε μεθοδολογία για τη χημική τροποποίηση των δισδιάστατων και φυλλόμορφων διχαλκογενιδίων μετάλλων μετάπτωσης MoS2 και WS2 η οποία ακολούθως εφαρμόσθηκε για την παρασκευή υβριδικών υλικών. Συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι 1,2-διθειολάνια προσδένονται σε ατέλειες των Mo και W που οφείλονται σε κενές θέσεις S και βρίσκονται στις άκρες του πλέγματος των MoS2 και WS2. Οι εν λόγω ατέλειες σχηματίζονται κατά τη διαδικασία αποφλοίωσης των MoS2 και WS2 από τα αντίστοιχα υλικά βάσης (bulk materials) αναδεικνύοντας την ευκολία και ευχρηστία της μεθόδου. Παράλληλα, μελετήθηκε η σταθερότητα του διαλύτη Ν-μέθυλοπυρρολιδόνη που χρησιμοποιείται ευρέως σε μεθόδους υγρής αποφλοίωσης τόσο γραφενίου όσο και των MoS2 και WS2 και διερευνήθηκε η επίδραση και οι περιορισμοί του στο υλικά που παράγονται.Ακολούθως, παρασκευάσθηκαν υβριδικά υλικά βασισμένα σε MoS2 και WS2 που φέρουν ομοιοπολικά προσδεμένες χρωμοφόρες ομάδες (α) πυρενίου, (β) πορφυρίνης, (γ) φθαλοκυανίνης του ψευδαργύρου, και (δ) «τελειών» άνθρακα (carbon dots). Επιπρόσθετα, παρασκευάσθηκαν υβριδικά υλικά στα οποία τα διχαλκογενίδια των μετάλλων μετάπτωσης έχουν τροποποιηθεί έτσι ώστε να φέρουν αμμωνιακά άλατα. Στην συνέχεια, τα θετικά φορτία των αμμωνιακών αλάτων χρησιμοποιήθηκαν για την ηλεκτροστατική σύμπλεξη αρνητικά φορτισμένων χρωμοφόρων ομάδων (α) πορφυρίνης, (β) πολυθειοφαινείου, και (γ) «τελειών» άνθρακα προς σχηματισμό νέων υπερμοριακών υβριδικών υλικών. Επίσης, πραγματοποιήθηκε υπερμοριακή αλληλεπίδραση αποφλοιωμένου MoS2 και WS2 με πυρένιο μέσω ανάπτυξης πολλαπλών S-π δυνάμεων ανάμεσα στα δύο συστατικά του υβριδικού υλικού. Όλα τα υβριδικά υλικά χαρακτηρίστηκαν δομικά με συμπληρωματικές φασματοσκοπικές και θερμικές τεχνικές, ενώ μελετήθηκε η μορφολογία τους με ηλεκτρονιακή μικροσκοπία, επιβεβαιώνοντας την επιτυχή παρασκευή τους. Επιπλέον, μελετήθηκαν ενδελεχώς οι φωτοφυσικές, ηλεκτροχημικές και ηλεκτροκαταλυτικές ιδιότητες των νέων υβριδικών υλικών γραφενίου και MoS2 και WS2 αποκαλύπτωντας τη δυνατότητα εφαρμογής τους σε συστήματα μετατροπής και διατήρησης ενέργειας.

A new two-dimensional layered germanate with in situ embedded carbon dots for optical temperature sensing

2018 ◽  
Vol 5 (1) ◽  
pp. 139-144 ◽  
Author(s):  
Jiancong Liu ◽  
Xiaoyan Ren ◽  
Yan Yan ◽  
Ning Wang ◽  
Shuang Wang ◽  
...  
Keyword(s):  
Carbon Dots ◽  
Temperature Sensing ◽  
Two Dimensional ◽  
Temperature Responsive

A carbon dots@germanate composite has been synthesized by embedding carbon dots into a double-layered germanate in situ, which exhibits excitation-dependent and temperature-responsive photoluminescence.

Concomitant induction to few-layer and 1T-rich two-dimensional MoS2 by rigid segment-containing polysulfide as a sulfur source and in situ intercalator

2021 ◽  
Author(s):  
Yijuan Wang ◽  
Jianzhi Wang ◽  
Jie Liu ◽  
Zhuangwei Xiao ◽  
Yanan Xue ◽  
...  
Keyword(s):  
Sulfur Source ◽  
Two Dimensional ◽  
Rigid Segment

A rigid segment-containing polysulfide was used as a sulfur source and in situ intercalator to induce the formation of few-layer and 1T-rich MoS2.

scholarly journals A Self-Established “Machining-Measurement-Evaluation” Integrated Platform for Taper Cutting Experiments and Applications

Micromachines ◽  
2021 ◽  
Vol 12 (8) ◽  
pp. 929
Author(s):  
Xudong Yang ◽  
Zexiao Li ◽  
Linlin Zhu ◽  
Yuchu Dong ◽  
Lei Liu ◽  
...  
Keyword(s):  
Three Dimensional ◽  
Precision Machining ◽  
Two Dimensional ◽  
Dimensional Image ◽  
Two Dimensional Image ◽  
Integrated Platform ◽  
Hard And Brittle Materials ◽  
Ultra Precision ◽  
Cutting Experiments

Taper-cutting experiments are important means of exploring the nano-cutting mechanisms of hard and brittle materials. Under current cutting conditions, the brittle-ductile transition depth (BDTD) of a material can be obtained through a taper-cutting experiment. However, taper-cutting experiments mostly rely on ultra-precision machining tools, which have a low efficiency and high cost, and it is thus difficult to realize in situ measurements. For taper-cut surfaces, three-dimensional microscopy and two-dimensional image calculation methods are generally used to obtain the BDTDs of materials, which have a great degree of subjectivity, leading to low accuracy. In this paper, an integrated system-processing platform is designed and established in order to realize the processing, measurement, and evaluation of taper-cutting experiments on hard and brittle materials. A spectral confocal sensor is introduced to assist in the assembly and adjustment of the workpiece. This system can directly perform taper-cutting experiments rather than using ultra-precision machining tools, and a small white light interference sensor is integrated for in situ measurement of the three-dimensional topography of the cutting surface. A method for the calculation of BDTD is proposed in order to accurately obtain the BDTDs of materials based on three-dimensional data that are supplemented by two-dimensional images. The results show that the cutting effects of the integrated platform on taper cutting have a strong agreement with the effects of ultra-precision machining tools, thus proving the stability and reliability of the integrated platform. The two-dimensional image measurement results show that the proposed measurement method is accurate and feasible. Finally, microstructure arrays were fabricated on the integrated platform as a typical case of a high-precision application.

scholarly journals A thin, deformable, high-performance supercapacitor implant that can be biodegraded and bioabsorbed within an animal body

2021 ◽  
Vol 7 (2) ◽  
pp. eabe3097
Author(s):  
Hongwei Sheng ◽  
Jingjing Zhou ◽  
Bo Li ◽  
Yuhang He ◽  
Xuetao Zhang ◽  
...  
Keyword(s):  
High Performance ◽  
Electronic Devices ◽  
Form Factors ◽  
Time Frame ◽  
Water Soluble ◽  
Two Dimensional ◽  
Medical Electronics ◽  
Thin Structure ◽  
Shed Light

It has been an outstanding challenge to achieve implantable energy modules that are mechanically soft (compatible with soft organs and tissues), have compact form factors, and are biodegradable (present for a desired time frame to power biodegradable, implantable medical electronics). Here, we present a fully biodegradable and bioabsorbable high-performance supercapacitor implant, which is lightweight and has a thin structure, mechanical flexibility, tunable degradation duration, and biocompatibility. The supercapacitor with a high areal capacitance (112.5 mF cm−2 at 1 mA cm−2) and energy density (15.64 μWh cm−2) uses two-dimensional, amorphous molybdenum oxide (MoOx) flakes as electrodes, which are grown in situ on water-soluble Mo foil using a green electrochemical strategy. Biodegradation behaviors and biocompatibility of the associated materials and the supercapacitor implant are systematically studied. Demonstrations of a supercapacitor implant that powers several electronic devices and that is completely degraded after implantation and absorbed in rat body shed light on its potential uses.

Turn-on fluorescent probe for dopamine detection in solutions and live cells based on in situ formation of aminosilane-functionalized carbon dots

2021 ◽  
Vol 1157 ◽  
pp. 338394
Author(s):  
Xiao-Yue Tang ◽  
Yi-Ming Liu ◽  
Xiao-Lin Bai ◽  
Hao Yuan ◽  
Yi-Kao Hu ◽  
...  
Keyword(s):  
Fluorescent Probe ◽  
Carbon Dots ◽  
Live Cells ◽  
Turn On ◽  
Dopamine Detection ◽  
In Situ Formation

scholarly journals Interaction of Poly L-Lactide and Tungsten Disulfide Nanotubes Studied by in Situ X-ray Scattering during Expansion of PLLA/WS2NT Nanocomposite Tubes

Polymers ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (11) ◽  
pp. 1764
Author(s):  
Lison Rocher ◽  
Andrew S. Ylitalo ◽  
Tiziana Di Luccio ◽  
Riccardo Miscioscia ◽  
Giovanni De Filippo ◽  
...  
Keyword(s):  
Extrusion Direction ◽  
Tungsten Disulfide ◽  
Molding Process ◽  
X Ray ◽  
X Ray Scattering ◽  
Polymer Crystals ◽  
Neat Plla ◽  
Tube Expansion ◽  
Ray Scattering

In situ synchrotron X-ray scattering was used to reveal the transient microstructure of poly(L-lactide) (PLLA)/tungsten disulfide inorganic nanotubes (WS2NTs) nanocomposites. This microstructure is formed during the blow molding process (“tube expansion”) of an extruded polymer tube, an important step in the manufacturing of PLLA-based bioresorbable vascular scaffolds (BVS). A fundamental understanding of how such a microstructure develops during processing is relevant to two unmet needs in PLLA-based BVS: increasing strength to enable thinner devices and improving radiopacity to enable imaging during implantation. Here, we focus on how the flow generated during tube expansion affects the orientation of the WS2NTs and the formation of polymer crystals by comparing neat PLLA and nanocomposite tubes under different expansion conditions. Surprisingly, the WS2NTs remain oriented along the extrusion direction despite significant strain in the transverse direction while the PLLA crystals (c-axis) form along the circumferential direction of the tube. Although WS2NTs promote the nucleation of PLLA crystals in nanocomposite tubes, crystallization proceeds with largely the same orientation as in neat PLLA tubes. We suggest that the reason for the unusual independence of the orientations of the nanotubes and polymer crystals stems from the favorable interaction between PLLA and WS2NTs. This favorable interaction leads WS2NTs to disperse well in PLLA and strongly orient along the axis of the PLLA tube during extrusion. As a consequence, the nanotubes are aligned orthogonally to the circumferential stretching direction, which appears to decouple the orientations of PLLA crystals and WS2NTs.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document