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Hierarchically Patterned Noncovalent Functionalization of 2D Materials by Controlled Langmuir–Schaefer Conversion
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2018-01-17 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b03845 Tyson C. Davis 1 , Jae Jin Bang 1 , Jacob T. Brooks 1 , David G. McMillan 1 , Shelley A. Claridge 1
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2018-01-17 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b03845 Tyson C. Davis 1 , Jae Jin Bang 1 , Jacob T. Brooks 1 , David G. McMillan 1 , Shelley A. Claridge 1
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Noncovalent monolayer chemistries are often used to functionalize 2D materials. Nanoscopic ligand ordering has been widely demonstrated (e.g., lying-down lamellar phases of functional alkanes); however, combining this control with micro- and macroscopic patterning for practical applications remains a significant challenge. A few reports have demonstrated that standing phase Langmuir films on water can be converted into nanoscopic lying-down molecular domains on 2D substrates (e.g., graphite), using horizontal dipping (Langmuir–Schaefer, LS, transfer). Molecular patterns are known to form at scales up to millimeters in Langmuir films, suggesting the possibility of transforming such structures into functional patterns on 2D materials. However, to our knowledge, this approach has not been investigated, and the rules governing LS conversion are not well understood. In part, this is because the conversion process is mechanistically very different from classic LS transfer of standing phases; challenges also arise due to the need to characterize structure in noncovalently adsorbed ligand layers <0.5 nm thick, at scales ranging from millimeters to nanometers. Here, we show that scanning electron microscopy enables diynoic acid lying-down phases to be imaged across this range of scales; using this structural information, we establish conditions for LS conversion to create hierarchical microscopic and nanoscopic functional patterns. Such control opens the door to tailoring noncovalent surface chemistry of 2D materials to pattern local interactions with the environment.
中文翻译：
通过受控的Langmuir-Schaefer转换对2D材料进行分层图案化的非共价官能化
非共价单层化学通常用于功能化2D材料。纳米级配体的排列已得到广泛证明（例如，功能性烷烃的层状相沉积）；然而，在实际应用中，将这种控制与微观和宏观构图相结合仍然是一个巨大的挑战。一些报告表明，使用水平浸渍法（Langmuir–Schaefer，LS，转移），可以将水上的固定相Langmuir膜转换为二维衬底（例如石墨）上的纳米级分子结构域。已知分子图案会在Langmuir薄膜中以毫米级的比例形成，这表明有可能将此类结构转换为2D材料上的功能性图案。但是，据我们所知，尚未研究这种方法，并且关于LS转换的规则还没有被很好地理解。在某种程度上，这是因为转换过程在机械上与站立状态的经典LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。这是因为转换过程在机械上与经典的固定相LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。这是因为转换过程在机械上与经典的固定相LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。我们建立了LS转换的条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。我们建立了LS转换的条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。
更新日期：2018-01-17
中文翻译：
通过受控的Langmuir-Schaefer转换对2D材料进行分层图案化的非共价官能化
非共价单层化学通常用于功能化2D材料。纳米级配体的排列已得到广泛证明（例如，功能性烷烃的层状相沉积）；然而，在实际应用中，将这种控制与微观和宏观构图相结合仍然是一个巨大的挑战。一些报告表明，使用水平浸渍法（Langmuir–Schaefer，LS，转移），可以将水上的固定相Langmuir膜转换为二维衬底（例如石墨）上的纳米级分子结构域。已知分子图案会在Langmuir薄膜中以毫米级的比例形成，这表明有可能将此类结构转换为2D材料上的功能性图案。但是，据我们所知，尚未研究这种方法，并且关于LS转换的规则还没有被很好地理解。在某种程度上，这是因为转换过程在机械上与站立状态的经典LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。这是因为转换过程在机械上与经典的固定相LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。这是因为转换过程在机械上与经典的固定相LS转移有很大的不同。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。由于需要表征毫米波到纳米范围内小于0.5 nm厚的非共价吸附配体层的结构，因此也带来了挑战。在这里，我们显示出扫描电子显微镜可以使二壬酸躺下的相在此范围的范围内成像。使用此结构信息，我们为LS转换建立了条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。我们建立了LS转换的条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。我们建立了LS转换的条件，以创建分层的微观和纳米功能模式。这样的控制为定制2D材料的非共价表面化学性质以图案化与环境的局部相互作用打开了大门。
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