Inorganic nanocrystal self-assembly via the inclusion interaction of β-cyclodextrins: Toward 3D spherical magnetite

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 11, 2005, Pages 4845-4852

  Hou, Yanglong ^a   Kondoh, Hiroshi ^a   Shimojo, Masatsugu ^a   Sako, Erika O ^a   Ozaki, Noriaiki ^a   Kogure, Toshihiro ^a   Ohta, Toshiaki ^a  

^a UNIVERSITY OF TOKYO   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CYCLODEXTRINS (CD); MAGNETIC NANOCRYSTALS; NANOPARTICLES; OLEYLAMINE;

CRYSTAL STRUCTURE; DIFFERENTIAL THERMAL ANALYSIS; ELECTRON DIFFRACTION; ETHYLENE; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; HYDRAZINE; INCLUSIONS; MAGNETITE; OLEIC ACID; OLIGOMERS; SELF ASSEMBLY; SQUIDS; SURFACE ACTIVE AGENTS; SYNTHESIS (CHEMICAL); THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS; X RAY DIFFRACTION ANALYSIS;

NANOSTRUCTURED MATERIALS;

BETA CYCLODEXTRIN; BETA CYCLODEXTRIN DERIVATIVE; MAGNETITE; NANOPARTICLE;

ARTICLE; CHEMISTRY; MAGNETISM; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

BETA-CYCLODEXTRINS; FERROSOFERRIC OXIDE; MAGNETICS; MICROSCOPY, ELECTRON, SCANNING; MICROSCOPY, ELECTRON, TRANSMISSION; NANOPARTICLES;

EID: 15744393215     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0476646     Document Type: Article

References (97)

1. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
2. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
3. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
4. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
5. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
6. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
7. See for example: (a) Zhang, J. Z.; Wang, Z. L.; Jiu, J.; Chen, S.; Liu, G. Y. Self-Assembled Nanostruaures; Kluwer: New York, 2003. (b) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692. (c) Xia, Y.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 550. (d) Rebek, J., Jr. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278. (e) Davis, S. A.; Breulmann, M.; Rhodes, K. H.; Zhang, B.; Mann, S. Chem. Mater. 2001, 13, 3218. (f) Rao, C. N. R.; Kulkarni, G. U.; Thomas, P. J.; Edwards, P. P. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 27. (g) Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545.
8. (a) Huang, Y.; Duan, X.; Wei, Q.; Lieber, C. M. Science 2001, 291, 630.
9. (b) Duan, X.; Niu, C.; Sahi, V.; Chen, J.; Parce, J. W.; Empedocles, S.; Goldman, J. L. Nature 2003, 425, 274.
10. See for example: (a) Fendler, J. H. Chem. Mater. 1996, 8, 1616. (b) Ostrander, J. W.; Mamedov, A. A.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1101. (c) Sun, S.; Ander, S.; Hamann, H. F.; Thiele, J. U.; Baglin, J. E. E.; Thomson, T.; Fullerton, E. E.; Murray, C. B.; Terris, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 284. (d) Hou, Y.; Gao, S.; Ohta, T.; Kondon, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1169.
11. See for example: (a) Fendler, J. H. Chem. Mater. 1996, 8, 1616. (b) Ostrander, J. W.; Mamedov, A. A.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1101. (c) Sun, S.; Ander, S.; Hamann, H. F.; Thiele, J. U.; Baglin, J. E. E.; Thomson, T.; Fullerton, E. E.; Murray, C. B.; Terris, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 284. (d) Hou, Y.; Gao, S.; Ohta, T.; Kondon, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1169.
12. See for example: (a) Fendler, J. H. Chem. Mater. 1996, 8, 1616. (b) Ostrander, J. W.; Mamedov, A. A.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1101. (c) Sun, S.; Ander, S.; Hamann, H. F.; Thiele, J. U.; Baglin, J. E. E.; Thomson, T.; Fullerton, E. E.; Murray, C. B.; Terris, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 284. (d) Hou, Y.; Gao, S.; Ohta, T.; Kondon, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1169.
13. See for example: (a) Fendler, J. H. Chem. Mater. 1996, 8, 1616. (b) Ostrander, J. W.; Mamedov, A. A.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1101. (c) Sun, S.; Ander, S.; Hamann, H. F.; Thiele, J. U.; Baglin, J. E. E.; Thomson, T.; Fullerton, E. E.; Murray, C. B.; Terris, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 284. (d) Hou, Y.; Gao, S.; Ohta, T.; Kondon, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 1169.
14. (a) Burghard, M.; Philipp, G.; Roth, S.; Klitzing, K. von.; Pugin, R.; Schmid, G. Adv. Mater. 1998, 10, 842.
15. (b) Aizenberg, J.; Black, A. J.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4500.
16. (a) Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L.; Mucic, R. C.; Storhoff, J. J. Nature 1996, 382, 607.
17. (b) Alivisatos, A. P.; Jonsson, K. P.; Peng, X.; Wilson, T. E.; Loweth, C. J.; Bruchez, M. P., Jr.; Schultz, P. G. Nature 1996, 382, 609.
18. (c) Mucic, R. C.; Storhoff, J. J.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12674.
19. (a) Galow, T. H.; Boal, A. K.; Rotello, V. M. Adv. Mater. 2002, 12, 576.
20. (b) Frankamp, B. L.; Uzun, O.; Iihan, F.; Boal, A. K.; Rotello, V. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 892.
21. (c) Kolny, J.; Komowski, A.; Weller, H. Nano Lett. 2002, 2, 361.
22. (d) Caruso, F.; Lichtenfeld, H.; Giersig, M.; Möhwald, H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8523.
23. (a) Boal, A. K.; Rotello, V. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4914.
24. (b) Winter, J. O.; Liu, T. Y.; Korgel, B. A.; Schmidt, C. E. Adv. Mater. 2001, 13, 1673.
25. (a) Sun, S.; Murray, C. B.; Weller, D.; Folksv, L.; Moser, A. Science 2000, 287, 1989.
26. (b) Puntes, V. F.; Krishnan, K. M.; Alivisatos, A. P. Science 2001, 297, 2115.
27. (c) Euliss, L. E.; Grancharov, S. G.; O'Brien, S.; Deming, T. J.; Stucky, G. D.; Murray, C. B.; Held, G. A. Nano Lett. 2003, 3, 1489.
28. (a) Andres, R. P.; Bielefeld, J. D.; Henderson, J. I.; Janes, D. B.; Kolagunta, V. R.; Kubiak, C. P.; Mahiney, W. J.; Osifchin, R. G. Science 1996, 273, 1690.
29. (b) Lu, Y.; Fan, H.; Stump, A.; Ward, T. L.; Rieker, T.; Brinker, C. J. Nature 1999, 398, 223.
30. (c) Motte, L.; Pileni, M. P. Appl. Surf. Sci. 2000, 164, 60.
31. Jin, J.; Iyoda, T.; Cao, C.; Song, Y.; Jiang, L.; Li, T. J.; Zhu, D. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2135.
32. Caruso, F.; Caruso, R.; Mohwald, H. Science 1998, 282, 1111.
33. Fyfe, M. C. T.; Stoddart, J. F. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 278.
34. Boal, A. K.; Ilhan, F.; Derouchey, J. E.; Thurn-Albercht, T.; Russell, T. P.; Rottello, V. M. Nature 2000, 404, 746.
35. (a) Cornell, R M.; Schwertmann, U. The Iron Oxide; VCH: Weinheim, Germany, 1996.
36. (b) Fleet, M. E. J. Solid State Chem. 1986, 62, 75.
37. Kim, D. K.; Zhang, Y.; Voit, W.; Rao, K. V.; Muhammed, M. J. Magn. Magn. Mater. 2001, 225, 30.
38. (a) Kurinobu, S.; Uesngi, J.; Utumi, Y.; Kasahara, H. IEEE Trans. Magn. 1999, 35, 4067.
39. (b) Jordan, A.; Scholz, R.; Wust, P.; Fähling, H.; Felix, R. J. Magn. Magn. Mater. 1999, 201, 413.
40. (a) Massart, R. IEEE. Trans. Magn. 1981, 17, 1247.
41. (b) Kang, Y. S.; Risbud, S.; Rabolt, J. F.; Stroeve, P. Chem. Mater. 1996, 8, 2209.
42. (a) Darken, L. S.; Gurry, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 798.
43. (b) Breulmann, M.; Colfen, H.; Hentze, H. P.; Antonietti, M.; Walsh, D.; Mann, S. Adv. Mater. 1998, 10, 237.
44. Qian, Y. T.; Xie, Y.; He, C.; Li, J.; Chen, Z. Y. Mater. Res. Bull 1994, 29, 953.
45. (a) Hyeon, T.; Lee, S. S.; Park, J.; Chung, Y.; Na, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12798.
46. (b) Cheon, J.; Kang, N. J.; Lee, S. M.; Lee, J. H.; Yoon, J. H.; Oh, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1950.
47. Li, Z.; Chen, H.; Bao, H.; Gao, M. Chem. Mater. 2004, 16, 1391.
48. Fievet, F.; Lagier, J. P.; Figlarz, M. Mater. Res. Soc. Bull. 1989, 14, 29.
49. Hou, Y.; Yu, J.; Gao, S. J. Mater. Chem. 2003, 13, 1983.
50. Szejtli, J. In Comprehensive Supramolecular Chemistry; Atwood, J. L., Davies, J. E. D., MacNicol, D. D., Vogtle, F., Eds.; Pergamon, Elsevier: New York, 1996; Vol. 3, pp 5-40.
51. (a) Rojas, M. T.; Koniger, R.; Stoddart, J. F.; Kaifer, A. E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 336.
52. (b) Wang, Y.; Wong, J. F.; Teng, X.; Lin, X. Z.; Yang, H. Nano Lett. 2003, 3, 1555.
53. (c) Liu, Y.; Li, L.; Fan, Z.; Zhang, H. Y.; Wu, X.; Guan, X. D.; Liu, S. X. Nano Lett. 2002, 2, 257.
54. (d) Liu, Y.; You, C. C.; Zhang, H. Y.; Kang, S. Z.; Zhu, C. F.; Wang, C. Nano Lett. 2001, 1, 613.
55. (e) Harada, A. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 456.
56. (a) Liu, J.; Alvarez, J.; Ong, W.; Kaifer, A. E. Nano Lett. 2001, 1, 57.
57. (b) Liu, Y.; Male, K. B.; Bouvrette, P.; Luong, J. H. Chem. Mater. 2003, 15, 4172.
58. (c) Nelles, G.; Weisser, M.; Back, R.; Wohlfart, P.; Wenz, G.; Mittler-Neher, S. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5039.
59. Klug, H. P.; Alexander, L. E. X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials; Wiley: New York, 1962; pp 491-538.
60. (a) Moudler, J. F.; Stickle, W. F.; Sobol, P. E.; Bomben, K. D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin-Elmer: Eden Prairie, MN, 1992.
61. (b) McIntyre, N. S.; Zetarak, D. G. Anal. Chem. 1977, 49, 1521.
62. (c) Fujii, T.; de Groot, F. M. F.; Sawatzky, G. A.; Voogt, F. C.; Hibma, T.; Okada, K. Phys. Rev. B 1999, 59, 3195.
63. 4 is obtained in the synthesis.
64. (a) Koyama, Y.; Ikeda, K. Chem. Phys. Lipids 1980, 26, 149.
65. (b) Kobayashi, M.; Kaneko, F.; Sato, K.; Suzuki, M. J. Phys. Chem. 1986, 90, 6371.
66. (c) Wang, W.; Efrima, S.; Regev, O. Langmiur 1998, 14, 602.
67. (d) Bellarny, L. J. The Infrared Spectra of Complex Molecules, 3rd ed.; Chapman and Hall: London, 1975; Chapters 2, 3, and 10.
68. Stavens, K. B.; Pusztay, S. V.; Zou, S.; Andres, R. P.; Wei, A. Langmuir 1999, 15, 8337.
69. (a) Kataby, G.; Prozorov, T.; Koltypin, Y.; Cohen, H.; Sukenik, C. N.; Ulman, A.; Gedanken, A. Langmuir 1997, 13, 6151.
70. (b) Sahoo, Y.; Pizem, H.; Fried, T.; Golodnitsky, D.; Burstein, L.; Sukenik, C. N.; Markovich, G. Langmuir 2001, 17, 7901.
71. (a) Rajamathi, M.; Ghosh, M.; Seshadri, R. Chem. Commun. 2002, 1152.
72. (b) Boal, A. K.; Das, K.; Gray, M.; Rotello, V. M. Chem. Mater. 2002, 14, 2628.
73. Wu, N.; Fu, L.; Su, M.; Aslam, M.; Wong, K. C.; Dravid, V. P. Nano Lett. 2004, 4, 383.
74. Schelenk, H.; Sand, D. J. Am. Chem. Soc. 1960, 83, 2312.
75. (a) Szejtli, J.; Banky, T.; Stadler, A.; Tetenyi, P.; Hethelyi, I.; Kernoczi, L. Hung, Pat. Doc. 1979, 16, 602 (Chem. Abstr. 1980, 92, 22061).
76. (a) Szejtli, J.; Banky, T.; Stadler, A.; Tetenyi, P.; Hethelyi, I.; Kernoczi, L. Hung, Pat. Doc. 1979, 16, 602 (Chem. Abstr. 1980, 92, 22061).
77. (b) Lyons, R.; Darcy, R. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1985, 2, 1313.
78. (c) Miyao, K.; Suenaga, E.; Machida, R. Jpn. Kokai 1979, 49, 87645 (Chem. Abstr. 1975, 82, 86747).
79. (c) Miyao, K.; Suenaga, E.; Machida, R. Jpn. Kokai 1979, 49, 87645 (Chem. Abstr. 1975, 82, 86747).
80. Shen, L.; Laibin, P. E.; Hatton, T. A. Langmuir 1999, 15, 447.
81. Sun, S.; Zeng, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8204.
82. (a) Mamiya, H.; Nakatami, L; Furubayashi, T. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 177.
83. (b) Dormann, J. L.; D'Orazio, F.; Lucari, F.; Tronc, E.; Pren, P.; Jolivet, J. P.; Fiorani, D.; Cherkaoui, R.; Nogues, M. Phys. Rev. B 1995, 53, 14291.
84. (a) Barco, E. del.; Asenjo, J.; Zhang, X. X.; Pieczynski, R.; Julia, A.; Tejada, J.; Ziolo, R. F.; Fiorani, D.; Testa, A. M. Chem. Mater. 2001, 13, 1487.
85. (b) Dorman, J. L.; Bessais, L.; Fiorani, D. J. Phys. C 1988, 21, 2015.
86. (c) García-Otero, J.; Porto, M.; Pivas, J.; Bunde, A. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 167.
87. (a) Berkowitz, A. E.; Lahut, J. A.; Vanburen, C. E. IEEE Trans. Magn. 1980, 16, 184.
88. (b) Chantrell, R. W.; Popplewell, J.; Charles, S. W. IEEE Trans. Magn. 1978, 14, 975.
89. (c) Granqvist, C. G.; Buhrman, R. A. J. Appl. Phys. 1976, 47, 2200.
90. Ngo, A. T.; Bonville, P.; Pileni, M. P. J. Appl. Phys. 2001, 89, 3370.
91. Sun, S.; Zeng, H.; Robinson, D. B.; Raoux, S.; Rice, P. M.; Wang, S. X.; Li, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 273.
92. Néel, N. Ann. Geophys. 1949, 5, 99.
93. Coffey, W. T.; Crothers, D. S. F.; Kalmykov, Y. P.; Massawe, E. S.; Waldron, J. T. Phys. Rev. E 1994, 49, 1869.
94. Rondinone, A. J.; Samia, A. C. S.; Zhang, Z. J. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 3624.
95. GarcÍa-Otero, J.; Porto, M.; Rivas, J.; Bunde, A. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 167.
96. Dormann, J. L.; Bessais, L.; Fiorani, D. J. Phys. C 1988, 21, 2015.
97. Jonnson, T.; Svedlindh, P.; Hansen, M. F. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 3976.