journal article·2013-07-09Open access

Functionalization of Carbon Nanotubes through Polymerization in Micelles: A Bridge between the Covalent and Noncovalent Methods

Guillaume Clavé, Géraud Delport, Cyrielle Roquelet, Jean-Sébastien Lauret, Emmanuelle Deleporte, Fabien Vialla, Benjamin Langlois, Romain Parret, Christophe Voisin, Philippe Roussignol, Bruno Jousselme, Alexandre Gloter, Odile Stephan, Arianna Filoramo, Vincent Derycke, Stéphane Campidelli

Chemistry of Materials· Volume 25· Issue 13

Abstract

The fabrication of tailor-made functional hybrid materials that preserve and combine the properties of their building blocks is a central issue of nanosciences. In particular, the development of efficient techniques for the functionalization of carbon-based nanomaterials preserving their exceptional quality, while robustly enriching their functionalities (in particular their optical properties), is highly desirable for demanding applications. In this work, we describe a new method of functionalization of carbon nanotubes which combines most advantages of both covalent and noncovalent methods without their principal drawbacks. Our method is based on the controlled polymerization of hydrophobic molecules on nanotubes dispersed in micelles. This approach permits us to obtain carbon nanotube hybrids exhibiting high stability while preserving their π-conjugated system responsible for their outstanding optical and electrical properties. The nanotube hybrids can be purified, manipulated, and dispersed in various solvents without loss of their functionality. Extensive characterizations based on optical and microscopic measurements demonstrate the strength of this method for designing new functional materials.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Carbon Nanotubes in Composites · Mechanical and Optical Resonators · Conducting polymers and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

CEA Saclay, IRAMIS, Service de Physique de l’Etat Condensé (URA CNRS 2464), Laboratoire d’Electronique Moléculaire, F-91191 Gif sur Yvette, France

Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire, Institut d’Alembert, CNRS, ENS Cachan, 61 avenue du Président Wilson, 94235 Cachan Cedex, France

Laboratoire Pierre Aigrain, Ecole Normale Supérieure, UPMC, Université Paris Diderot, CNRS UMR 8551, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, France

CEA Saclay, IRAMIS, Service de Physique et Chimie des Surfaces et Interfaces, Laboratoire de Chimie des Surfaces et Interfaces, F-91191 Gif sur Yvette, France

Laboratoire de Physique des Solides, Bâtiment 510, CNRS UMR 8502, Université Paris Sud XI, 91405 Orsay, France

References (52)

Show source-provided references
1. Anantram M. P. · Rep. Prog. Phys. · 2006 · 69 · 50710.1088/0034-4885/69/3/R01 ↗
2. Avouris P. · Nat. Nanotechnol. · 2007 · 2 · 60510.1038/nnano.2007.300 ↗
3. Avouris P. · Nat. Photonics · 2008 · 2 · 34110.1038/nphoton.2008.94 ↗
4. Grüner G. · Anal. Bioanal. Chem. · 2006 · 384 · 32210.1007/s00216-005-3400-4 ↗
5. Kauffman D. R. · Chem. Soc. Rev. · 2008 · 37 · 119710.1039/b709567h ↗
6. Kauffman D. R. · Nat. Chem. · 2009 · 1 · 50010.1038/nchem.323 ↗
7. Chate J. · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 30110.1038/nnano.2012.42 ↗
8. D’Souza F. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1586510.1021/ja073773x ↗
9. Sandanayaka A. S. D. · Chem. Commun. · 2010 · 46 · 874910.1039/c0cc03789c ↗
10. Ehli C. · Nat. Chem. · 2009 · 1 · 24310.1038/nchem.214 ↗
11. Guldi D. M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 552610.1002/anie.200461217 ↗
12. Herranz M. A. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2006 · 45 · 447810.1002/anie.200504354 ↗
13. Campidelli S. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1254410.1021/ja063697i ↗
14. Campidelli S. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1150310.1021/ja8033262 ↗
15. Palacin T. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1539410.1021/ja906020e ↗
16. D’Souza F. · J. Phys. Chem. Lett. · 2010 · 1 · 258610.1021/jz1009407 ↗
17. Maligaspe E. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 815810.1021/ja101776p ↗
18. Das S. K. · Energy Environ. Sci. · 2011 · 4 · 70710.1039/C0EE00308E ↗
19. Oelsner C. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1869610.1021/ja205084x ↗
20. Dyke C. A. · J. Phys. Chem. A · 2004 · 108 · 1115110.1021/jp046274g ↗
21. Cognet L. · Science · 2007 · 316 · 146510.1126/science.1141316 ↗
22. Cabana J. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 224410.1021/ja068320r ↗
23. Bouilly D. · ACS Nano · 2011 · 5 · 492710.1021/nn201024u ↗
24. Magadur G. · ChemPhysChem · 2008 · 9 · 125010.1002/cphc.200800104 ↗
25. Ernst F. · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 392110.1002/adfm.201200784 ↗
26. Zhao Y.-L. · Acc. Chem. Res. · 2009 · 42 · 116110.1021/ar900056z ↗
27. Jousselme B. · 2012 · 26310.1002/9783527650125.ch11 ↗
28. Roquelet C. · ChemPhysChem · 2010 · 11 · 166710.1002/cphc.201000067 ↗
29. Rappé A. K. · J. Am. Chem. Soc. · 1992 · 114 · 1002410.1021/ja00051a040 ↗
30. Koch C. · J. Phys.: Condens. Matter · 2000 · 12 · 10175
31. Kang Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 565010.1021/ja034082d ↗
32. Thauvin C. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 74310.1038/nnano.2008.318 ↗
33. Mauter M. S. · ACS Nano · 2010 · 4 · 665110.1021/nn102047j ↗
34. Kim T. H. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 92910.1002/adma.200601991 ↗
35. Sgobba V. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 16510.1039/B802652C ↗
36. Hasode T. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 1188410.1021/ja050687t ↗
37. Ehli C. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1122210.1021/ja0624974 ↗
38. Cheng F. · Chem.—Eur. J. · 2006 · 12 · 505310.1002/chem.200600302 ↗
39. Cheng F. · Chem.—Eur. J. · 2006 · 12 · 606210.1002/chem.200600126 ↗
40. Peng X. · Nat. Nanotechnol. · 2007 · 2 · 36110.1038/nnano.2007.142 ↗
41. Chitta R. · J. Phys. Chem. C · 2007 · 111 · 694710.1021/jp0704416 ↗
42. D’Souza F. · Chem.—Eur. J. · 2007 · 13 · 827710.1002/chem.200700583 ↗
43. Chichak K. S. · Small · 2005 · 4 · 45210.1002/smll.200400070 ↗
44. Sprafke J. K. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 231310.1002/anie.201007295 ↗
45. Stranks S. D. · ACS Nano · 2011 · 5 · 230710.1021/nn103588h ↗
46. Roquelet C. · ACS Nano · 2012 · 6 · 879610.1021/nn302566e ↗
47. Wang R. K. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1633010.1021/ja806586v ↗
48. Chen W.-C. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2009 · 1 · 182110.1021/am900369g ↗
49. Berger S. · J. Appl. Phys. · 2009 · 105 · 09432310.1063/1.3116723 ↗
50. Ando T. · J. Phys. Soc. Jpn. · 2010 · 79 · 02470610.1143/JPSJ.79.024706 ↗
51. Stranks S. D. · ACS Nano · 2012 · 6 · 605810.1021/nn301133v ↗
52. Roquelet C. · Appl. Phys. Lett. · 2010 · 97 · 14191810.1063/1.3496470 ↗