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Lyotropic liquid crystals as templates for the synthesis of silver nanoparticles
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2017
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 14.09.2017
ger: Diese Dissertation befasst sich mit der Synthese von Silbernanopartikeln in verschiedenen lyotrop-flüssigkristallinen Phasen, die von biofreundlichen Tensiden mit oder ohne Dodecyltrimethylammonium-DNA-Komplex in wässriger Lösung mit unterschiedlichen Additiven gebildet werden. In allen Fällen wurden die Silberionen durch im System enthaltene Komponenten reduziert; es wurden keine zusätzlichen Reduktionsmittel verwendet. Insgesamt wurden vier unterschiedliche Systeme als mögliche Template für die Nanopartikelherstellung untersucht.Zwei unterschiedliche synthetische Strategien wurden verfolgt. Zum einen wurden die Nanopartikel mittels chemischer Reduktion der Silberionen durch die nichtionischen oder zwitterionischen Tensidmoleküle, die die Flüssigkristallphase bilden, synthetisiert. Zum anderen wurden die Nanopartikel durch UV-Bestrahlung von DNA-haltigen Flüssigkristallen hergestellt, wobei DNA als Templat und als Photosensibilisator dient. Dabei wird im ersten Stadium ein Ag-DNA-Komplex gebildet, indem Silberionen in die Doppelhelix eingebettet werden. Bestrahlung dieses Komplexes mit UV-Licht, das von den Nukleobasen absorbiert wird, induzierte die Bildung von Nanopartikeln innerhalb der DNA-Doppelhelix.Der Einfluss der Bildung der Silbernanopartikel auf die lyotrop-flüssigkristalline Phase wurde mit 2H- und 31P-NMR-Spektroskopie, Kleinwinkelröntgenstreuung und Polarisations-mikroskopie untersucht. Der Einfluss des Mesophasentemplats auf die Bildungsgeschwindigkeit sowie die Nanopartikelgröße und -morphologie wurde durch UV-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und Atomkraftmikroskopie untersucht.
eng: This thesis is focused on the synthesis of silver nanoparticles in various lyotropic liquid crystalline phases formed by biologically friendly surfactants with or without dodecyltrimethylammonium-DNA complex in aqueous solution with different additives. In all cases, silver ions were reduced by components contained in the system, no additional reductants were employed. In total, four different systems have been investigated as potential templates for the nanoparticle preparation. Two different synthetic strategies have been used. Firstly, nanoparticles were synthesized by the chemical reduction of silver ions by the nonionic or zwitterionic surfactant molecules which were used to form the liquid crystalline phase. Secondly, nanoparticles have been synthesized by UV irradiation of DNA-containing liquid crystals where DNA acts as templating and photosensitizing agent. At the first stage, an Ag-DNA complex is formed by embedding silver ions into the double helix. Illumination of this complex with UV light that is absorbed by the nucleobases induced the formation of nanoparticles within the DNA double helix.The effect of the formation of silver nanoparticles on the lyotropic liquid crystalline phase was investigated by 2H and 31P NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and polarizing optical microscopy. The influence of the template mesophase on the formation rate and nanoparticle size and morphology was studied using UV-spectroscopy, transmission electron and atomic force microscopy techniques.