New supramolecular structures based on silver nanoparticles and micelle-like aggregates of cetyltrimethylammonium bromide

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method for synthesizing new supramolecular structures consisting of silver nanoparticles (NPs) whose surfaces are covered with spontaneously formed ordered micelle-like aggregates of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) molecules is proposed. The study of the self-assembly processes of CTAB molecules on the surface of silver nanoparticles and the structure of the resulting associates was carried out using the fluorescence probe method (molecular probe – pyrene). Optimal conditions for obtaining new supramolecular structures were determined. The proposed supramolecular structures can be used for the luminescent determination of various chemical compounds. The formation of the analytical signal in this case will be determined by the interaction of the analyte with micelle-like aggregates located near the silver nanoparticles and will depend on both the structure of the aggregate and the polarity of the analyte.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. I. Romanovskaya

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Gromanovskaya@yandex.ru
Russian Federation, 119991 Russia

M. V. Koroleva

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: Gromanovskaya@yandex.ru
Russian Federation, 119991 Russia

References

  1. Климов В.В. Наноплазмоника. М.: Наука, 2010. 480 с.
  2. Романовская Г.И. Люминесцентные свойства супрамолекулярных систем на основе золей серебра и полициклических ароматических углеводородов / Проблемы аналитической химии. Т. 19. Люминесцентный анализ / Под ред. Романовской Г.И. М.: Наука, 2015. С. 156.
  3. Романовская Г.И., Казакова С.Ю., Королева М.В, Зуев Б.К. Пирен – как новый детектор для определения состава дисперсий наночастиц серебра в водных растворах // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 3. С. 429. (Romanovskaya G.I., Kazakova S.Yu., Koroleva M.V., Zuev B.K. Pyrene as a new detector for determination the composition of silver nanoparticle dispersions in aqueous solutions // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. V. 92. № 3. P. 522.)
  4. Романовская Г.И., Королева М.В., Зуев Б.К. Ассоциаты пирена – новый высокочувствительный сенсор для контроля содержания наночастиц серебра в водных средах // Журн. физ. химии. 2021. Т. 95. №1. С. 113. (Romanovskaya G.I., Koroleva M.V., Zuev B.K. Pyrene associates as a new highly sensitive sensor for monitoring the content of silver nanoparticles in aqueous media // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. № 1. P. 183.)
  5. Романовская Г.И., Королева М.В., Бронский В.С., Зуев Б.К. Новые наноматериалы для управления люминесценцией полициклических ароматических углеводородов. // Докл. АН. 2016. Т. 467. № 3. С. 296.
  6. Романовская Г.И., Бронский В.С. Флуоресценция пирена в присутствии наночастиц серебра на целлюлозе, модифицированной поверхностно-активными веществами // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 10. С. 1805. (Romanovskaya G.I., Bronskii V.S. Fluorescence of pyrene in the presence of silver nanoparticles on cellulose modified by surface-active substances // Russ. J. Phys. Chem. 2017. V. 91. № 10. P. 2029.)
  7. Augusto F., Hantao L.W., Mogollon N.G.S., Braga S.C.G.N. New materials and trends in sorbents for solid-phase extraction // Trends Anal. Chem. 2013. V. 43. Р. 14.
  8. Романовская Г.И., Королева М.В., Зуев Б.К. Фотохимическое получение анизотропных наночастиц серебра в водных растворах в присутствии цитрата натрия. // Докл. АН. 2018. Т. 480. № 3. С. 300. (Romanovskaya G.I., Koroleva M.V., Zuev B.K. Photochemical synthesis of anisotropic silver nanoparticles in aqueous solutions in the presence of sodium citrate // Doklady Chemistry. Part 1. 2018. V. 480. P. 96.)
  9. Atkin R., Craig V.S.J., Wanless E.J., Biggs S. Mechanism of cationic surfactant absorption at the solid-aqueous interface // Adv. Colloid Interface Sci. 2003.V. 103. № 3. P. 219.
  10. Саввин С.Б., Чернова Р.К., Штыков С.Н. Поверхностно-активные вещества. М.: Наука. 1991. 251 с.
  11. Kalyanasundaram K., Thomas J.K. Environmental effects on vibronic band intensitities in pyrene monomer fluorescence and their application in studies of micellar systems // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99. P. 2039.
  12. Нурмухаметов Р.Н., Шаповалов А.В., Сергеев А.М. Абсорбционные и люминесцентные свойства 2,2- парациклофана, обусловленные сильным трансаннулярным взаимодействием // Журн. прикл. спектр. 2014. Т. 81. № 1. С. 52. (Nurmukhametov R.N., Shapovalov A.V., Sergeev A.M. Absorption and luminescence properties of 2,2-paracyclophane due to strong transannular interaction // J. Appl. Spectrosc. 2014. V. 81. № 1. P. 49.)
  13. Барашков Н.Н., Сахно Т.В., Нурмухаметов Р.Н., Хахель О.А. Эксимеры органических молекул // Успехи химии. 1993. Т. 62. № 6. С. 579.
  14. Winnik F.M. Photophysics of preassociated pyrenes in aqueous polymer solutions and other organized media // Chem. Rev. 1993. V. 93. P. 587.
  15. Lacowicz J.R., Ray K., Chowdhury M., Szmacinski H., Fu Yi., Zhang J., Nowaczyk K. Plasmon-controlled fluorescence: A new paradigm in fluorescence spectroscopy // Analyst. 2008. V.133.P.1308.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Fluorescence spectra of systems containing pyrene molecules (5.0×10–8 M) in the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTMA) and silver aquasol solutions of different concentrations, obtained at λexc = 350 nm. 1 − CTMA concentration 0.5 mM, silver aquasol concentration 1.0 × 10–6 M; 2 − CTMA concentration 1.5 mM, silver aquasol concentration 1.0×10–7 M; 3 − CTMA concentration 1.5 mM, silver aquasol concentration 5.0×10–7 M.

Download (113KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Fluorescence excitation spectra of systems containing pyrene molecules (5.0×10–8 M) in the presence of aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide (CTMA) and silver aquasol of different concentrations, obtained at different wavelengths of fluorescence observation. 1 − CTMA concentration 1.5 mM, silver aquasol concentration 1.0 ×10–6 M at λfl = 425 nm; 2 − CTMA concentration 0.5 mM, silver aquasol concentration 1.0×10–6 M at λfl = 470 nm; 3 − CTMA concentration 1.5 mM, in the absence of silver aquasol at λfl = 425 nm.

Download (105KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».