journal article·2012-11-01

Gold Nanoparticle Deposition on Silica Nanohelices: A New Controllable 3D Substrate in Aqueous Suspension for Optical Sensing

Rumi Tamoto, Sophie Lecomte, Satyabrata Si, Simona Moldovan, Ovidiu Ersen, Marie-Hélène Delville, Reiko Oda

The Journal of Physical Chemistry C· Volume 116· Issue 43
Publisher page

Abstract

We describe new methods to prepare gold nanoparticle/silica nanohelix hybrid nanostructures which form a 3D network in the aqueous phase. Nanometric silica helices and tubules obtained by sol–gel polycondensation on organic templates of self-assembled amphiphilic molecules were further functionalized with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) or (3-mercaptopropyl)triethoxysilane (MPTES). These helices interact strongly with gold nanoparticles (GNPs) of various diameters (1–15 nm). Small GNPs (1–2 nm) at the surface of silica nanohelices grew to about 5 nm when stored in the appropriate organic solvent, whereas this growth process was not observed in water, allowing the size of GNPs at the surface of silica to be controlled by a simple solvent exchange. Larger GNPs (more than 10 nm) at the surface of nano hybrid fibers were used to produce surface enhanced raman scattering (SERS) using benzenthiol as a probe. This provides a novel sustainable approach for designing nanohybrid systems with photonic applications such as ultrasensitive chemical and biological sensors using a simple aqueous suspension of a 3D network of nanohelices.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Gold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications · Photonic Crystals and Applications · Diatoms and Algae Research

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

Affiliations

Chimie Biologie des Membranes et Nanoobjets, Université Bordeaux 1-CNRS UMR 5248, Allée, St Hilaire, Bat B14, 33607 Pessac, France

Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac, France

CNRS, Université de Bordeaux, ICMCB, 87 avenue du Dr. A. Schweitzer, Pessac, F-33608, France

Institut de Chimie et de Physique des Matériaux de Strasbourg, CNRS, Université de Strasbourg, UMR 7504, 23 rue du Loess BP 43, 67034 STRASBOURG Cedex 2 France

References (99)

Show source-provided references
1. Sada K. · Chem. Soc. Rev. · 2007 · 36 · 41510.1039/B603555H ↗
2. Llusar M. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 78210.1021/cm702141e ↗
3. Sanchez C. · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 27710.1038/nmat1339 ↗
4. Pappas J. L. · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2005 · 5 · 12010.1166/jnn.2005.009 ↗
5. Che S. · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2006 · 6 · 155710.1166/jnn.2006.252 ↗
6. Wu X. W. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 157710.1021/cm062368m ↗
7. Moreau J. J. E. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 150910.1021/ja003843z ↗
8. Moreau J. J. E. · Chem.—Eur. J. · 2003 · 9 · 159410.1002/chem.200390183 ↗
9. Jung J. H. · Nano Lett. · 2002 · 2 · 1710.1021/nl0100623 ↗
10. Okamoto K. · Nano Lett. · 2004 · 4 · 23310.1021/nl034954+ ↗
11. Nakamura H. · J. Am. Chem. Soc. · 1995 · 117 · 265110.1021/ja00114a031 ↗
12. Sone E. D. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2002 · 41 · 170510.1002/1521-3773(20020517)41:10<1705::AID-ANIE1705>3.0.CO;2-M ↗
13. Goren M. · Chem. Mater. · 2000 · 12 · 122210.1021/cm990736z ↗
14. Shenton W. · Nature · 1997 · 389 · 58510.1038/39287 ↗
15. Davis S. A. · Nature · 1997 · 385 · 42010.1038/385420a0 ↗
16. Kim S. S. · Science · 1998 · 282 · 130210.1126/science.282.5392.1302 ↗
17. Shimizu T. · Chem. Rev. · 2005 · 105 · 140110.1021/cr030072j ↗
18. Lopez P. J. · Curr. Nanosci. · 2005 · 1 · 7310.2174/1573413052953156 ↗
19. Pouget E. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 43410.1038/nmat1912 ↗
20. Menzel H. · Chem. Commun. · 2003 · 24 · 299410.1039/B310201G ↗
21. Annenkov V. V. · Chem. Commun. · 2006 · 14 · 152110.1039/b515967a ↗
22. Ono Y. · Chem. Commun. · 1998 · 14 · 147710.1039/a802829j ↗
23. Jung J. H. · Chem.—Eur. J. · 2000 · 6 · 455210.1002/1521-3765(20001215)6:24<4552::AID-CHEM4552>3.0.CO;2-5 ↗
24. Jung J. H. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 878510.1021/ja010508h ↗
25. Minakuchi H. · Anal. Chem. · 1996 · 68 · 349810.1021/ac960281m ↗
26. Sonnenburg K. · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2006 · 8 · 356110.1039/B604819F ↗
27. Ihara H. · 2004 · 9
28. Brizard, A.; Oda, R.; Huc, I.InLow Molecular Mass Gelators: Design, Self-Assembly, Function;Springer-Verlag:Berlin, 2005; Vol.256, pp167–218.10.1007/b107174 ↗
29. Patzke G. R. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2002 · 41 · 244610.1002/1521-3773(20020715)41:14<2446::AID-ANIE2446>3.0.CO;2-K ↗
30. Singh J. P. · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 84 · 365710.1063/1.1738935 ↗
31. Korgel B. A. · Science · 2005 · 309 · 168310.1126/science.1118125 ↗
32. Gao P. X. · Nano Lett. · 2006 · 6 · 253610.1021/nl061943i ↗
33. Yang Y. G. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 132410.1021/cm0519030 ↗
34. Li H. T. · Mater. Chem. Phys. · 2009 · 118 · 13510.1016/j.matchemphys.2009.07.018 ↗
35. Delclos T. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 192910.1021/nl080664n ↗
36. Oda R. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1470510.1021/ja8048964 ↗
37. Oda R. · Nature · 1999 · 399 · 56610.1038/21154 ↗
38. Brizard A. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 375410.1021/ja0682172 ↗
39. Hutter E. · Adv. Mater. · 2004 · 16 · 168510.1002/adma.200400271 ↗
40. Toderas F. · Nanotechnology · 2007 · 1810.1088/0957-4484/18/25/255702 ↗
41. McMahon J. M. · Anal. Bioanal. Chem. · 2009 · 394 · 181910.1007/s00216-009-2738-4 ↗
42. Aslan K. · J. Phys. Chem. B · 2005 · 109 · 624710.1021/jp044235z ↗
43. Aslan K. · J. Phys. Chem. B · 2005 · 109 · 315710.1021/jp045186t ↗
44. Freeman R. G. · Science · 1995 · 267 · 162910.1126/science.267.5204.1629 ↗
45. Nikoobakht B. · J. Phys. Chem. A · 2003 · 107 · 337210.1021/jp026770+ ↗
46. Tao A. · Nano Lett. · 2003 · 3 · 122910.1021/nl0344209 ↗
47. Orendorff C. J. · Anal. Chem. · 2005 · 77 · 326110.1021/ac048176x ↗
48. Hayakawa T. · Adv. Mater. · 2004 · 16 · 140810.1002/adma.200306463 ↗
49. Hirsch, L. R.; West, J. L.; Jackson, J. B.; Lee, A.; Halas, N. J.Ieee In 25th Annual International Conference of the IEEE-Engineering-in-Medicine-and-Biology-Society, Cancun, Mexico, 2003; Vol.25, pp3442–3443.
50. Sershen S. R. · J. Biomed. Mater. Res. · 2000 · 51 · 29310.1002/1097-4636(20000905)51:3<293::AID-JBM1>3.0.CO;2-T ↗
51. Loo C. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 70910.1021/nl050127s ↗
52. Duan G. T. · Appl. Phys. Lett. · 2006 · 89
53. Pazos-Perez N. · Chem. Sci. · 2010 · 1 · 17410.1039/c0sc00132e ↗
54. Shen Y. F. · Chem.—Eur. J. · 2009 · 15 · 276310.1002/chem.200802358 ↗
55. Im H. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 223110.1021/nl1012085 ↗
56. Hu M. S. · Nat. Mater. · 2006 · 5 · 10210.1038/nmat1564 ↗
57. Zhang S. Z. · Adv. Funct. Mater. · 2007 · 17 · 325810.1002/adfm.200700366 ↗
58. Sai V. V. R. · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 45310.1021/jp109586f ↗
59. Tan S. J. · Nat. Nanotechnol. · 2011 · 6 · 26810.1038/nnano.2011.49 ↗
60. Ding B. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 324810.1021/ja9101198 ↗
61. Kuzyk A. · Nature · 2012 · 483 · 31110.1038/nature10889 ↗
62. Chen W. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 215310.1021/nl900726s ↗
63. Fan Z. · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 1325410.1021/jp204265x ↗
64. Slocik J. M. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 70110.1021/nl1038242 ↗
65. Westcott S. L. · Langmuir · 1998 · 14 · 539610.1021/la980380q ↗
66. Vogel W. · Langmuir · 1995 · 11 · 40110.1021/la00002a005 ↗
67. Yong K. T. · Colloids Surf., A · 2006 · 290 · 8910.1016/j.colsurfa.2006.05.004 ↗
68. Yong K. T. · Plasmonics · 2009 · 4 · 7910.1007/s11468-009-9078-2 ↗
69. Kim J. H. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2009 · 1 · 106310.1021/am900039a ↗
70. Radloff C. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 118710.1021/nl050658g ↗
71. Ratke, L.; Voorhees, P. W.Growth and coarsening;Springer:Berlin, New York, 2002; p295.10.1007/978-3-662-04884-9 ↗
72. Stabel A. · J. Phys. Chem. · 1995 · 99 · 50510.1021/j100002a009 ↗
73. Daniel M. C. · Chem. Rev. · 2004 · 104 · 29310.1021/cr030698+ ↗
74. McLean J. A. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 530410.1021/ja043907w ↗
75. Martin M. N. · Langmuir · 2010 · 26 · 741010.1021/la100591h ↗
76. Barbic M. · J. Appl. Phys. · 2002 · 91 · 934110.1063/1.1476071 ↗
77. Kottmann J. P. · Chem. Phys. Lett. · 2001 · 341 · 110.1016/S0009-2614(01)00171-3 ↗
78. Mock J. J. · Nano Lett. · 2003 · 3 · 48510.1021/nl0340475 ↗
79. Hussain I. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 1639810.1021/ja055321v ↗
80. Link S. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 307310.1021/jp990183f ↗
81. Su K. H. · Nano Lett. · 2003 · 3 · 108710.1021/nl034197f ↗
82. El-Brolossy T. A. · Eur. Phys. J.: Spec. Top. · 2008 · 153 · 361
83. Carron K. T. · J. Phys. Chem. · 1991 · 95 · 997910.1021/j100177a068 ↗
84. Szafranski C. A. · Langmuir · 1998 · 14 · 357010.1021/la9702502 ↗
85. Ren B. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 13910.1002/anie.200460656 ↗
86. Oda R. · Chem. Commun. · 1997 · 21 · 210510.1039/a704069e ↗
87. Frens G. · Nature (London), Phys. Sci. · 1973 · 241 · 2010.1038/physci241020a0 ↗
88. Basu S. · J. Colloid Interface Sci. · 2007 · 313 · 72410.1016/j.jcis.2007.04.069 ↗
89. Pramanik S. · J. Lumin. · 2008 · 128 · 196910.1016/j.jlumin.2008.06.008 ↗
90. Duff D. G. · Langmuir · 1993 · 9 · 230110.1021/la00033a010 ↗
91. Duff D. G. · Langmuir · 1993 · 9 · 231010.1021/la00033a011 ↗
92. Kim J. H. · Langmuir · 2008 · 24 · 1114710.1021/la8016497 ↗
93. Jana N. R. · Langmuir · 2001 · 17 · 678210.1021/la0104323 ↗
94. Nikoobakht B. · Chem. Mater. · 2003 · 15 · 195710.1021/cm020732l ↗
95. Gole A. · Chem. Mater. · 2004 · 16 · 363310.1021/cm0492336 ↗
96. Jana N. R. · J. Phys. Chem. B · 2001 · 105 · 406510.1021/jp0107964 ↗
97. Mastronarde D. N. · J. Struct. Biol. · 1997 · 120 · 34310.1006/jsbi.1997.3919 ↗
98. Gordon R. · J. Theor. Biol. · 1970 · 29 · 47710.1016/0022-5193(70)90109-8 ↗
99. Messaoudil C. · BMC Bioinform. · 2007 · 8 · 28810.1186/1471-2105-8-288 ↗