Photothermal self-healing of gold nanoparticle–polystyrene hybrids
Source abstract
Abstract
This study focused on the processing and photothermal healing of gold nanoparticle (Au NP) and polystyrene (PS) hybrid films. Effects of Au NP contents were investigated using hybrid films with the NP content from 0 to 1 wt% via a solvent-assisted approach. The as-synthesized Au NPs showed an average diameter of 4-5 nm with a face-centered cubic structure. The Au NP agglomeration deteriorated as the content increased and the interparticle distance decreased. The film transparency and flexibility also decreased with the NP content. The Au-PS films demonstrated desirable photothermal healing behaviors, which required more energy with the defect size increase. The simulated temperature distribution on the hybrid films during the photo-induced healing showed good agreement with the experimental results, with particle agglomeration degrading the healing properties. The developed hybrid films can be used in functional devices and coatings with high flexibility and healed using photon energy sources.
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Research context
OpenAlex topics: Solar-Powered Water Purification Methods · Surface Modification and Superhydrophobicity · Polymer composites and self-healing
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Affiliations
Department of Materials Science and Engineering
Virginia Polytechnic Institute and State University
Blacksburg
USA
Department of Electrical and Computer Engineering
Funding
National Science Foundation
References (69)
Show source-provided references
1. Hanemann · Materials · 2010 · 3 · 346810.3390/ma3063468 ↗
2. Tanaka · IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. · 2004 · 11 · 76310.1109/TDEI.2004.1349782 ↗
3. Wang · J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. · 2011 · 49 · 142110.1002/polb.22337 ↗
4. Dang · Prog. Mater. Sci. · 2012 · 57 · 66010.1016/j.pmatsci.2011.08.001 ↗
5. Köberle · Macromol. Symp. · 1994 · 88 · 16510.1002/masy.19940880113 ↗
6. Althues · Chem. Soc. Rev. · 2007 · 36 · 145410.1039/b608177k ↗
7. Narayan · Appl. Phys. Lett. · 1999 · 74 · 87110.1063/1.123394 ↗
8. Tu · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 159410.1039/b914156a ↗
9. Lin · Langmuir · 2019 · 35 · 585510.1021/acs.langmuir.9b00256 ↗
10. Gervasio · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 1186210.1021/acs.jpcc.7b01923 ↗
11. Cao · Adv. Mater Res. · 2011 · 383–390 · 48310.4028/www.scientific.net/AMR.383-390.483 ↗
12. Kim · Micromachines · 2018 · 9 · 49210.3390/mi9100492 ↗
13. Kim · Materials · 2019 · 12 · 249010.3390/ma12152490 ↗
14. Yi · Electron. Mater. Lett. · 2018 · 14 · 38710.1007/s13391-018-0043-0 ↗
15. Yang · J. Appl. Polym. · 2019 · 136 · 4715810.1002/app.47158 ↗
16. Ko · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 2385410.1021/acsami.6b08220 ↗
17. Tan · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 1533110.1021/acsami.7b19511 ↗
18. Wu · Prog. Polym. Sci. · 2008 · 33 · 47910.1016/j.progpolymsci.2008.02.001 ↗
19. Kanu · Composites, Part A · 2019 · 121 · 47410.1016/j.compositesa.2019.04.012 ↗
20. Yang · Chem. Soc. Rev. · 2013 · 42 · 744610.1039/c3cs60109a ↗
21. Haddadi · Composites, Part B · 2019 · 175 · 10708710.1016/j.compositesb.2019.107087 ↗
22. Lee · Adv. Colloid Interface Sci. · 2018 · 252 · 2110.1016/j.cis.2017.12.010 ↗
23. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 1032810.1021/acsami.9b00359 ↗
24. Yang · Nat. Nanotechnol. · 2019 · 14 · 15110.1038/s41565-018-0327-4 ↗
25. Peng · Compos. Sci. Technol. · 2016 · 133 · 16510.1016/j.compscitech.2016.07.032 ↗
26. Cao · RSC Adv. · 2015 · 5 · 10216710.1039/C5RA14652F ↗
27. Chen · J. Mater. Chem. C · 2016 · 4 · 1001810.1039/C6TC03699F ↗
28. Amendola · J. Phys.: Condens. Matter · 2017 · 29 · 203002
29. Chen · Chem. Soc. Rev. · 2013 · 42 · 267910.1039/C2CS35367A ↗
30. Ye · Nano Lett. · 2013 · 13 · 76510.1021/nl304478h ↗
31. Fang · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 110.1038/s41598-016-0001-8 ↗
32. Jiang · Chem. Rev. · 2018 · 118 · 305410.1021/acs.chemrev.7b00252 ↗
33. Haes · MRS Bull. · 2005 · 30 · 36810.1557/mrs2005.100 ↗
34. Xia · MRS Bull. · 2005 · 30 · 33810.1557/mrs2005.96 ↗
35. Setoura · J. Phys. Chem. C · 2012 · 116 · 1545810.1021/jp304271d ↗
36. Petrova · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2006 · 8 · 81410.1039/B514644E ↗
37. Link · Int. Rev. Phys. Chem. · 2000 · 19 · 40910.1080/01442350050034180 ↗
38. J. Brandrup , E. H.Immergut , E. A.Grulke , A.Abe and D. R.Bloch , Polymer handbook , Wiley New York , 1999
39. Shin · Org. Electron. · 2019 · 66 · 9410.1016/j.orgel.2018.12.024 ↗
40. Hashimoto · J. Photochem. Photobiol., C · 2012 · 13 · 2810.1016/j.jphotochemrev.2012.01.001 ↗
41. Su · Scr. Mater. · 2018 · 146 · 31610.1016/j.scriptamat.2017.11.053 ↗
42. Halas · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 484210.1002/adma.201202331 ↗
43. Govorov · Nano Today · 2007 · 2 · 3010.1016/S1748-0132(07)70017-8 ↗
44. Jain · Nano Lett. · 2007 · 7 · 208010.1021/nl071008a ↗
45. Atay · Nano Lett. · 2004 · 4 · 162710.1021/nl049215n ↗
46. Funston · Nano Lett. · 2009 · 9 · 165110.1021/nl900034v ↗
47. Scholl · Nano Lett. · 2013 · 13 · 56410.1021/nl304078v ↗
48. Ghosh · Chem. Rev. · 2007 · 107 · 479710.1021/cr0680282 ↗
49. Messina · ACS Nano · 2011 · 5 · 90510.1021/nn102101a ↗
50. Luk'yanchuk · Nat. Mater. · 2010 · 9 · 70710.1038/nmat2810 ↗
51. Chen · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 128510.1021/jp410054j ↗
52. Yanagiya · Jpn. J. Appl. Phys. · 2018 · 57 · 11500110.7567/JJAP.57.115001 ↗
53. Grosges · Molecules · 2018 · 23 · 131610.3390/molecules23061316 ↗
54. Aibara · J. Phys. Chem. C · 2016 · 120 · 1774510.1021/acs.jpcc.6b04265 ↗
55. Setoura · ACS Nano · 2013 · 7 · 787410.1021/nn402863s ↗
56. Enders · J. Phys. Chem. C · 2016 · 120 · 672310.1021/acs.jpcc.5b11762 ↗
57. Davletshin · Beilstein J. Nanotechnol. · 2016 · 7 · 86910.3762/bjnano.7.79 ↗
58. Zeng · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 1162310.1021/acs.jpcc.7b01220 ↗
59. Palermo · Nanoscale · 2018 · 10 · 1655610.1039/C8NR04228D ↗
60. Chen · Langmuir · 2011 · 27 · 411710.1021/la105066e ↗
61. Jain · Chem. Phys. Lett. · 2010 · 487 · 15310.1016/j.cplett.2010.01.062 ↗
62. J.-M. Jin , The finite element method in electromagnetics , John Wiley & Sons , New Jersey , 2015
63. Santos · Photonic Sens. · 2013 · 3 · 6110.1007/s13320-012-0080-5 ↗
64. Widom · J. Chem. Phys. · 1966 · 44 · 388810.1063/1.1726548 ↗
65. Krishnamurthy · Nanoscale Res. Lett. · 2014 · 9 · 62710.1186/1556-276X-9-627 ↗
66. Li · Adv. Funct. Mater. · 2007 · 17 · 228310.1002/adfm.200600637 ↗
67. Oh · Nat. Mater. · 2009 · 8 · 13910.1038/nmat2354 ↗
68. Bachelier · Phys. Rev. Lett. · 2008 · 101 · 19740110.1103/PhysRevLett.101.197401 ↗
69. Kreibig · Surf. Sci. · 1985 · 156 · 67810.1016/0039-6028(85)90239-0 ↗