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A Bubble-Assisted Approach for Patterning Nanoscale Molecular Aggregates
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-05-11 , DOI: 10.1002/anie.202103765 Fanyi Min 1 , Peng Zhou 2 , Zhandong Huang 3 , Yali Qiao 1 , Changhui Yu 4 , Zhiyuan Qu 1 , Xiaosong Shi 5 , Zheng Li 1 , Lang Jiang 5 , Zhen Zhang 4 , Xuehai Yan 2 , Yanlin Song 1
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-05-11 , DOI: 10.1002/anie.202103765 Fanyi Min 1 , Peng Zhou 2 , Zhandong Huang 3 , Yali Qiao 1 , Changhui Yu 4 , Zhiyuan Qu 1 , Xiaosong Shi 5 , Zheng Li 1 , Lang Jiang 5 , Zhen Zhang 4 , Xuehai Yan 2 , Yanlin Song 1
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We demonstrate a new approach to pattern functional organic molecules with a template of foams, and achieve a resolution of sub 100 nm. The bubble-assisted assembly (BAA) process is consisted of two periods, including bubble evolution and molecular assembly, which are dominated by the Laplace pressure and molecular interactions, respectively. Using TPPS (meso-tetra(4-sulfonatophenyl) porphyrin), we systematically investigate the patterns and assembly behaviour in the bubble system with a series of characterizations, which show good uniformity in nanoscale resolution. Theoretical simulations reveal that TPPS's J-aggregates contribute to the ordered construction of molecular patterns. Finally, we propose an empirical rule for molecular patterning approach, that the surfactant and functional molecules should have the same type of charge in a two-component system. This approach exhibits promising feasibility to assemble molecular patterns at nanoscale resolution for micro/nano functional devices.
中文翻译：
一种用于纳米级分子聚集体图案化的气泡辅助方法
我们展示了一种使用泡沫模板对功能性有机分子进行图案化的新方法，并实现了亚 100 nm 的分辨率。气泡辅助组装（BAA）过程由气泡演化和分子组装两个阶段组成，分别以拉普拉斯压力和分子相互作用为主。使用 TPPS（内消旋四（4-磺基苯基）卟啉），我们系统地研究了气泡系统中的模式和组装行为，并具有一系列表征，这些表征在纳米级分辨率上显示出良好的均匀性。理论模拟表明，TPPS 的 J 聚集体有助于分子模式的有序构建。最后，我们提出了分子模式化方法的经验规则，在双组分系统中，表面活性剂和功能分子应具有相同类型的电荷。这种方法展示了以纳米级分辨率为微/纳米功能器件组装分子模式的有希望的可行性。
更新日期：2021-07-12
中文翻译：
一种用于纳米级分子聚集体图案化的气泡辅助方法
我们展示了一种使用泡沫模板对功能性有机分子进行图案化的新方法，并实现了亚 100 nm 的分辨率。气泡辅助组装（BAA）过程由气泡演化和分子组装两个阶段组成，分别以拉普拉斯压力和分子相互作用为主。使用 TPPS（内消旋四（4-磺基苯基）卟啉），我们系统地研究了气泡系统中的模式和组装行为，并具有一系列表征，这些表征在纳米级分辨率上显示出良好的均匀性。理论模拟表明，TPPS 的 J 聚集体有助于分子模式的有序构建。最后，我们提出了分子模式化方法的经验规则，在双组分系统中，表面活性剂和功能分子应具有相同类型的电荷。这种方法展示了以纳米级分辨率为微/纳米功能器件组装分子模式的有希望的可行性。
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