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Interfacial Diffusion of Silver Nanocrystals into Polymer Surfaces Monitored by Hybrid Plasmon Modes
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2018-04-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b00314 Michael Bushell 1 , Anatoli Ianoul 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2018-04-23 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b00314 Michael Bushell 1 , Anatoli Ianoul 1
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Functional response of polymer–nanoparticle nanocomposites depend strongly on physical organization and interactions between constituting components. In this work, we study thermally induced embedding of silver nanocrystals (nanocubes, AgNC) into different polymer films to probe the interfacial nanoparticle diffusion dynamics and to determine temperature of embedding (Te) into the polymer substrates. The spatial sensitivity of the AgNCs hybrid plasmonic modes allowed the detection of a thin layer on top of the polymer film with increased polymer segmental motion and Te lower than the glass transition temperature Tg of the bulk polymer. Utilizing supported AgNCs as a nanoruler, diffusion constants of the nanocubes embedding into thin films of polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), and polyvinyl chloride (PVC) were determined, and an Arrhenius temperature dependence on the diffusion constants was observed. The activation energies for the AgNCs embedding into the polymers were found to be 220 ± 51, 84 ± 18, and 239 ± 31 kJ mol–1 for PS, PMMA, and PVC, respectively. This study presents important information for rational design of nanoparticle–polymer composites.
中文翻译：
混合等离激元模式监测银纳米晶在聚合物表面的界面扩散
聚合物-纳米颗粒纳米复合材料的功能响应在很大程度上取决于物理组织和组成成分之间的相互作用。在这项工作中，我们研究了热诱导的将银纳米晶体（nanocubes，AgNC）嵌入到不同的聚合物薄膜中，以探测界面纳米粒子的扩散动力学并确定嵌入到聚合物基底中的温度（T e）。AgNCs混合等离激元模式的空间灵敏度允许检测到聚合物薄膜顶部的薄层，且聚合物的分段运动增加，且T e低于玻璃化转变温度T g的本体聚合物。利用支持的AgNCs作为纳米尺，确定了嵌入到聚苯乙烯（PS），聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚氯乙烯（PVC）薄膜中的纳米立方体的扩散常数，并且Arrhenius温度对扩散常数的依赖性为观察到的。发现嵌入聚合物中的AgNC的活化能分别对于PS，PMMA和PVC为220±51、84±18和239±31 kJ mol –1。这项研究为合理设计纳米粒子-聚合物复合材料提供了重要信息。
更新日期：2018-04-23
中文翻译：
混合等离激元模式监测银纳米晶在聚合物表面的界面扩散
聚合物-纳米颗粒纳米复合材料的功能响应在很大程度上取决于物理组织和组成成分之间的相互作用。在这项工作中，我们研究了热诱导的将银纳米晶体（nanocubes，AgNC）嵌入到不同的聚合物薄膜中，以探测界面纳米粒子的扩散动力学并确定嵌入到聚合物基底中的温度（T e）。AgNCs混合等离激元模式的空间灵敏度允许检测到聚合物薄膜顶部的薄层，且聚合物的分段运动增加，且T e低于玻璃化转变温度T g的本体聚合物。利用支持的AgNCs作为纳米尺，确定了嵌入到聚苯乙烯（PS），聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚氯乙烯（PVC）薄膜中的纳米立方体的扩散常数，并且Arrhenius温度对扩散常数的依赖性为观察到的。发现嵌入聚合物中的AgNC的活化能分别对于PS，PMMA和PVC为220±51、84±18和239±31 kJ mol –1。这项研究为合理设计纳米粒子-聚合物复合材料提供了重要信息。
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