Fluorescent Probes as Reporters on the Local Structure and Dynamics in Sol−Gel-Derived Nanocomposite Materials
Source abstract
Abstract
The use of steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy to probe the internal microenvironment of sol−gel-derived organic−inorganic nanocomposites formed from alkoxysilane precursors is reviewed. The review focuses on the use of small organic probes and fluorescent biomolecules that provide information on pore−solvent composition and polarity, internal solvent and dopant dynamics, environmental heterogeneity and phase segregation, and surface chemistry, as determined by molecule−matrix interactions. Emphasis is placed on advanced fluorescence methods that can provide unique information on sol−gel-derived composite materials. The discussion begins with a description of the different fluorescent probes that have been used to study sol−gel materials. The application of fluorescence methods to examine Class I and Class II hybrid materials is then described, highlighting the specific information available from different probes and the methods used to obtain information on the structure and dynamics of such materials. This section highlights the overall effects of dispersed and bound organic dopants on the polarity, dynamics, heterogeneity, and surface chemistry of nanocomposites. Finally, fluorescence studies on emerging materials, including templated nanocomposites and biomaterials, are described, and the overall utility of fluorescence spectroscopy for probing of such materials is discussed.
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Research context
OpenAlex topics: Mesoporous Materials and Catalysis · Porphyrin and Phthalocyanine Chemistry · Luminescence and Fluorescent Materials
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemistry, McMaster University, Hamilton, Ontario L8S 4M1, Canada
References (100+)
Show source-provided references
1. Beecroft L. L. · Chem. Mater. · 1997 · 9 · 130210.1021/cm960441a ↗
2. Levy D. · Chem. Mater. · 1997 · 9 · 266610.1021/cm970355q ↗
3. Miller R. D. · Mater. Res. Soc. Bull. · 1997 · 10 · 4410.1557/S0883769400034199 ↗
4. Gbatu T. P. · Anal. Chim. Acta · 1999 · 402 · 6710.1016/S0003-2670(99)00532-2 ↗
5. Lev O. · Anal. Chem. · 1995 · 67 · 22A10.1021/ac00097a711 ↗
6. Brinker C. J. · 1990
7. Hench L. L. · Chem. Rev. · 1990 · 90 · 3310.1021/cr00099a003 ↗
8. Avnir D. · Chem. Mater. · 1994 · 6 · 160510.1021/cm00046a008 ↗
9. Schubert U. · Chem. Mater. · 1995 · 7 · 202710.1021/cm00059a007 ↗
10. Babonneau F. · Polyhedron · 2000 · 19 · 31510.1016/S0277-5387(99)00361-7 ↗
11. Deng Q. · Chem. Mater. · 1995 · 7 · 225910.1021/cm00060a012 ↗
12. Colomban P. · J. Raman Spectrosc. · 1996 · 27 · 74710.1002/(SICI)1097-4555(199610)27:10<747::AID-JRS38>3.0.CO;2-E ↗
13. Wall G. C. · J. Colloid Interface Sci. · 1981 · 82 · 14110.1016/0021-9797(81)90132-6 ↗
14. Dahmouche K. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 493710.1021/jp984605h ↗
15. Dunn B. · Chem. Mater. · 1997 · 9 · 228010.1021/cm970270p ↗
16. Stokes G. G. · Philos. Trans. R. Soc. London · 1852 · 142 · 46310.1098/rstl.1852.0022 ↗
17. Lakowicz J. R. · 199910.1007/978-1-4757-3061-6 ↗
18. Topics · 1991 · 1
19. Topics · 1991
20. Topics · 1991
21. Topics · 1994
22. Haugland R. P. · 1996
23. Narang U. · J. Phys. Chem. · 1994 · 98 · 810110.1021/j100084a029 ↗
24. Matsui K. · J. Phys. Chem. · 1989 · 93 · 499110.1021/j100349a062 ↗
25. Flora K. K. · Can. J. Chem. · 1999 · 77 · 161710.1139/v99-174 ↗
26. Kikteva T. A. · J. Colloid Interface Sci. · 1997 · 193 · 16310.1006/jcis.1997.5066 ↗
27. McKiernan J. · J. Phys. Chem. · 1989 · 93 · 212910.1021/j100342a081 ↗
28. Black I. · J. Fluoresc. · 1997 · 7 · 111S
29. Narang U. · J. Phys. Chem. · 1994 · 98 · 1710.1021/j100052a005 ↗
30. Gottfried D. S. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 280310.1021/jp9840230 ↗
31. (c) Qian, G.; Minquan, W.J. Phys. D: Appl. Phys.1999,32, 2462.10.1088/0022-3727/32/18/320 ↗
32. L'Esperance D. · Chem. Phys. Lett. · 1994 · 222 · 21710.1016/0009-2614(94)00337-8 ↗
33. Meneses · Mex. Opt. Mater. · 1999 · 12 · 44110.1016/S0925-3467(98)00059-7 ↗
34. Samuel J. · Chem. Mater. · 1994 · 6 · 145710.1021/cm00044a052 ↗
35. Bonzagni N. J. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 2000 · 17 · 8310.1023/A:1008717207199 ↗
36. Shen C. · J. Am. Chem. Soc. · 1997 · 119 · 130410.1021/ja961867t ↗
37. Zheng L. · Anal. Chem. · 1997 · 69 · 394010.1021/ac970429h ↗
38. Avnir D. · 1998
39. Baker G. A. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 1999 · 15 · 3710.1023/A:1008708913243 ↗
40. Brennan J. D. · Chem. Mater. · 1999 · 11 · 185310.1021/cm9910097 ↗
41. Matsui K. · J. Non-Cryst. Solids · 1994 · 169 · 29510.1016/0022-3093(94)90325-5 ↗
42. Lobnik A. · Analyst · 1998 · 123 · 224710.1039/a804583f ↗
43. Wong A. L. · Anal. Chem. · 1991 · 63 · 107610.1021/ac00011a006 ↗
44. Dong D. C. · Photchem. Photobiol. · 1982 · 35 · 1710.1111/j.1751-1097.1982.tb03805.x ↗
45. Weber G. · J. Biochemistry · 1979 · 18 · 307510.1021/bi00581a025 ↗
46. Chapman C. F. · J. Phys. Chem. · 1992 · 96 · 843010.1021/j100200a042 ↗
47. Rich R. L. · J. Phys. Chem. · 1993 · 97 · 178110.1021/j100111a012 ↗
48. Sun S. · Appl. Spectrosc. · 1997 · 51 · 131610.1366/0003702971941980 ↗
49. Wittouck N. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 1997 · 8 · 895
50. Pines E. · J. Phys. Chem. · 1983 · 87 · 447110.1021/j100245a029 ↗
51. Kaufman V. R. · J. Non-Cryst. Solids · 1988 · 99 · 37910.1016/0022-3093(88)90443-7 ↗
52. McDonagh C. · Anal. Chem. · 1998 · 70 · 4510.1021/ac970461b ↗
53. Murtagh M. T. · 1997
54. Zhang Y. · Mater. Lett. · 2000 · 42 · 8610.1016/S0167-577X(99)00164-0 ↗
55. Chambers R. C. · Chem. Mater. · 1994 · 6 · 135110.1021/cm00044a038 ↗
56. Pandey S. · Chem. Mater. · 2000 · 12 · 354710.1021/cm000580z ↗
57. Gvishi R. · Chem. Mater. · 1995 · 7 · 170310.1021/cm00057a020 ↗
58. Ilharco L. M. · Langmuir · 1999 · 15 · 749010.1021/la990013u ↗
59. Leezenberg P. B. · Chem. Mater. · 1995 · 7 · 178410.1021/cm00058a006 ↗
60. Meech S. R. · J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 · 1983 · 79 · 156310.1039/f29837901563 ↗
61. Baker G.A. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 1998 · 11 · 4310.1023/A:1008680714826 ↗
62. Lesot P. · J. Mater. Chem. · 1998 · 8 · 14710.1039/a704983h ↗
63. Keeling-Tucker T. · Chem. Mater. · 2000 · 12 · 369510.1021/cm000491m ↗
64. Reetz M. T. · Biotechnol. Bioeng. · 1996 · 49 · 52710.1002/(SICI)1097-0290(19960305)49:5<527::AID-BIT5>3.0.CO;2-L ↗
65. Gill I. · J. Am. Chem. Soc. · 1998 · 120 · 858710.1021/ja9814568 ↗
66. Wang B. · Anal. Chem. · 1998 · 70 · 317010.1021/ac980160h ↗
67. Baker G. A. · Analyst · 1999 · 124 · 37310.1039/a806602g ↗
68. Stathatos E. · Langmuir · 2000 · 16 · 867210.1021/la0002987 ↗
69. del Monte F. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 1997 · 8 · 585
70. del Monte F. · J. Mater. Chem. · 2001 · 11 · b009403
71. Deng Q. · Chem. Mater. · 1997 · 9 · 3610.1021/cm950552u ↗
72. Deng Q. · Chem. Mater. · 1995 · 7 · 225910.1021/cm00060a012 ↗
73. Mauritz K. A. · Mater. Sci. Eng. C · 1998 · 6 · 12110.1016/S0928-4931(98)00042-3 ↗
74. Carr S. W. · Chem. Mater. · 1997 · 9 · 175110.1021/cm960499p ↗
75. Wei Y. · Adv. Mater. · 1998 · 10 · 31310.1002/(SICI)1521-4095(199803)10:4<313::AID-ADMA313>3.0.CO;2-M ↗
76. Sanchez C. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 2000 · 19 · 3110.1023/A:1008753919925 ↗
77. Bekiari V. · J. Sol-Gel Sci. Technol. · 1998 · 13 · 9510.1023/A:1008659523510 ↗
78. Bekiari V. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 908510.1021/jp990192o ↗
79. Lu Y. · Nature · 1997 · 389 · 36410.1038/38699 ↗
80. Nishida F. · J. Am. Ceram. Soc. · 1995 · 78 · 164010.1111/j.1151-2916.1995.tb08863.x ↗
81. Chia S. · Langmuir · 1998 · 14 · 733110.1021/la981298y ↗
82. Huang M. H. · J. Am. Chem. Soc. · 2000 · 122 · 373910.1021/ja993882e ↗
83. Chia S. · J. Am. Chem. Soc. · 2000 · 122 · 648810.1021/ja0011515 ↗
84. Hernandez R. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 124810.1021/ja003634e ↗
85. Katz A. · Nature · 2000 · 403 · 28610.1038/35002032 ↗
86. Yamanaka S. A. · Langmuir · 1997 · 13 · 504910.1021/la970433o ↗
87. Nguyen T. · Anal. Chim. Acta · 1999 · 400 · 4510.1016/S0003-2670(99)00607-8 ↗
88. Edmiston P. L. · J. Colloid Interface Sci. · 1994 · 163 · 39510.1006/jcis.1994.1119 ↗
89. Zheng L. · Anal. Chem. · 1997 · 69 · 394010.1021/ac970429h ↗
90. Zheng L. · Analyst · 1998 · 123 · 173510.1039/a800710a ↗
91. Zheng L. · Chem. Mater. · 1998 · 10 · 397410.1021/cm980422w ↗
92. Flora K. · Anal. Chem. · 1998 · 70 · 450510.1021/ac980440x ↗
93. Brennan J. D. · Appl. Spectrosc. · 1999 · 53 · 106A10.1366/0003702991946514 ↗
94. Stewart C. A. · J. Floresc. · 1999 · 9 · 8910.1023/A:1020516630676 ↗
95. Ellerby L. · Science · 1992 · 255 · 111310.1126/science.1312257 ↗
96. Jordan J. D. · Anal. Chem. · 1995 · 67 · 243610.1021/ac00110a019 ↗
97. Gottfried D. S. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 280310.1021/jp9840230 ↗
98. Doody M. A. · Chem. Mater. · 2000 · 12 · 114210.1021/cm990782z ↗
99. Wang R. · Anal. Chem. · 1993 · 65 · 267110.1021/ac00067a020 ↗
100. Samuni U. · J. Phys. Chem. B · 2000 · 104 · 1080210.1021/jp000802g ↗