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01.12.2016 | Research Paper | Ausgabe 12/2016 Open Access

Journal of Nanoparticle Research 12/2016

Facile control of silica nanoparticles using a novel solvent varying method for the fabrication of artificial opal photonic crystals

Zeitschrift:
Journal of Nanoparticle Research > Ausgabe 12/2016
Autoren:
Weihong Gao, Muriel Rigout, Huw Owens
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s11051-016-3691-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Highlights

•The size distribution of silica nanoparticles of a target diameter can be well controlled by only varying the volume of solvent ethanol in the presented modified Stöber process;
•An exponential equation was used to fit the relationship between the particle diameter and ethanol volume;
•Particle diameters ranging from 70 to 400 nm can be easily predicted using the fitted equation and reproduced using the solvent varying method;
•Silica diameters in the range of 207–350 nm produced structurally coloured opal films;
•DLS measurement shows that particle growth completed within 2 h.

Abstract

In this work, the Stöber process was applied to produce uniform silica nanoparticles (SNPs) in the meso-scale size range. The novel aspect of this work was to control the produced silica particle size by only varying the volume of the solvent ethanol used, whilst fixing the other reaction conditions. Using this one-step Stöber-based solvent varying (SV) method, seven batches of SNPs with target diameters ranging from 70 to 400 nm were repeatedly reproduced, and the size distribution in terms of the polydispersity index (PDI) was well maintained (within 0.1). An exponential equation was used to fit the relationship between the particle diameter and ethanol volume. This equation allows the prediction of the amount of ethanol required in order to produce particles of any target diameter within this size range. In addition, it was found that the reaction was completed in approximately 2 h for all batches regardless of the volume of ethanol. Structurally coloured artificial opal photonic crystals (PCs) were fabricated from the prepared SNPs by self-assembly under gravity sedimentation.

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Zusatzmaterial
ESM 1. SEM images (Fig. S1) and DLS data (Table S1) of SNPs prepared using different volume of solution, DLS data of SNPs diameter against reaction time (Table S2). These materials are available via the Internet at www.​springer.​com. (DOC 325 kb)
Literatur
Über diesen Artikel

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