Microfluidic synthesis of nanomaterials

Small

Volumn 4, Issue 6, 2008, Pages 698-711

  Song, Yujun ^a   Hormes, Josef ^a   Kumar, Challa S S R ^a  

^a LOUISIANA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Controlled synthesis; Microfluidics; Nanomaterials; Nanoparticles

Indexed keywords

NANOFLUIDICS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; QUANTUM ELECTRONICS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SILICA; SILICATE MINERALS; SILICON COMPOUNDS;

MICRO-FLUIDIC REACTORS; MICROFLUIDIC SYNTHESIS; NANO MATERIALS; NANO-MATERIALS; QUANTUM DOT (CO); SILICA NANO-PARTICLES; SPECIAL FEATURES;

CRYSTAL STRUCTURE;

NANOPARTICLE; QUANTUM DOT;

KINETICS; METHODOLOGY; MICROFLUIDICS; REVIEW;

KINETICS; MICROFLUIDICS; NANOPARTICLES; QUANTUM DOTS;

EID: 47649087927     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.200701029     Document Type: Review

References (128)

1. V. Hessel, S. Hardt, H. Löwe, Chemical Micro Process Engineering: Fundamentals, Modelling and Reactions, WHey-VCH, Weinheim, Germany 2004.
2. a) G. M. Whitesides, Nature. 2006, 442, 368;
3. b) A. J. de Mello, Nature 2006, 442, 394;
4. c) H. Craighead, Nature 2006, 442, 387;
5. d) P. Yager, T. Edwards, E. Fu, K. Helton, K. Nelson, M. R. Tarn, B. H. Weigi, Nature 2006, 442, 412;
6. e) P. Watts, C. Wiles, Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 727.
7. a) K. Jähnisch, V. Hessel, H. Löwe, M. Baerns, Angew. Chem. 2004, 216, 410;
8. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 406;
9. b) A. Grodrian, J. Metze, T. Henkel, K. Martin, M. Roth, J. M. Köhler, Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 1421;
10. c) B. Zheng, J. D. Tice, R. F. Ismagilov, Anal. Chem. 2004, 76, 4977.
11. H. Morgan, D. Holmes, N. G. Green, IEE Proc. Nanobiotechnol. 2003, 150, 76.
12. S. Jeon, V. Malyarchuk, J. O. White, J. A. Rogers, Nano Lett. 2005, 5, 1351.
13. a) A. Buguin, M.-H. Li, P. Silberzan, B. Ladoux, P. Keller, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1088;
14. b) J. P. Urbanski, W. Thies, C. Rhodes, S. Amarasinghe, T. Thorsen, Lab Chip 2006, 6, 96.
15. D. Honicke, Microchemical Reactors for Heterogeneously Catalyzed Reactions, Reaction Kinetics and the Development of Catalystic Processes, (Eds: G. F. Froment, K. C. Waugh), Elsevier, Oxford 1999, pp. 47-62.
16. P. D. I. Fletcher, S. J. Haswell, E. Pombo-Villar, B. H. Warrington, P. Watts, S. Y. F. Wong, X. Zhang, Tetrahedron 2002, 58, 4735.
17. Y. Song, C. S. S. R. Kumar, J. Hormes, J. Nanosci. Nanotechnol. 2004, 4, 788.
18. a) W. Ehrfeld, V. Hessol, H. Lowe, Microreactors: New Technology for Modem Chemistry, Wiley-VCH, New York 2000;
19. b) D. Banks, Microengineering, MEMS, and Interfacing: A Practical Guide, CRC Press, London 2006.
20. Y. Huang, X. Duan, Q. Wei, C. M. Lieber, Science 2001, 291, 630.
21. a) Y. C. Tan, J. S. Fischer, A. I. V. Lee, V. Cristini, A. P. Lee, Lab Chip 2004, 4, 292;
22. b) T. Nisisako, T. Torii, T. Higuchi, Lab Chip 2002, 2, 24;
23. c) T. Thorsen, R. W. Roberts, F. H. Arnold, S. R. Quake, Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 4163;
24. d) S. L Anna, N. Bontoux, H. A. Stone, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 364;
25. e) M. He, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, R. M. Lorenz, J. P. Shelby, D. T. Chiu, Anal. Chem. 2005, 77, 1539.
26. a) Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, Vols. 1-10 (Ed: H. S. Nalwa), American Scientific Publishers, CA, USA 2004;
27. b) Nanotechnologies for the Life Sciences, Vols. 1-10 (Ed: C. S. S. R. Kumar), Wiley-VCH, Weinheim, Germany 2007.
28. a) S. Kumar, T. Nann, Small 2006, 2, 316;
29. b) G. Zhou, M. Lue, Z. Xiu, S. Wang, H. Zhang, Y. Zhou, S. Wang, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6543.
30. a) R. Knitter, T. R. Dietrich, Microfabr. Ceram. Glass. Adv. Micro Nanosyst. 2006, 5, 353;
31. b) F. Goldschmidtboeing, M. Engler, A. Doll, Silicon Microfabrication Microfluidics Adv. Micro Nanosyst. 2006, 5, 321;
32. c) Microfabrication and Nanomanufacturing (Ed: M. J. Jackson), CRC Press, London 2006, pp. 33-58;
33. d) Microfabrication and Nanomanufacturing (Ed: M. J. Jackson), CRC Press, London 2006, pp. 1-32.
34. Y. Song, C. S. S. R. Kumar, J. Hormes, J. Micromech. Microeng. 2004, 24, 932.
35. I. Wyzkiewicz, I. Grabowska, M. Chudy.Z. Brzozka, M.Jakubowska, T. Wisniewski, A. Dybko, Sens. Actuators, B 2006, B114, 893-896.
36. R. J. Jackman, T. M. Floyd, R. Ghodssi, M. A. Schmidt, K. F. Jensen, A Micromech. Microeng. 2001, 11, 263.
37. J. B. Edel, R. Fortt, J. C. deMello, A. J. deMello, Chem. Commun. 2002, 1136.
38. K. D. Wise, Proc. IEEE 1998, 86, 1531.
39. E. M. Chan, R. A. Mathies, A. P. Alivisatos, Nano Lett. 2003, 3, 199.
40. A. A. Ayon, R. A. Braff, R. Bayt, H. H. Sawin, M. A. Schmidt, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 2730.
41. M. Kawa, H. Morii, A. loku, S. Saita, K. Okuyama J. Nanopart. Res. 2003, 5, 81.
42. X. Z. Lin, A. D. Terepka, H. Yang, Nano Lett. 2004, 4, 2227.
43. M. T. Buscaglia, V. Buscaglia, M. Viviani, A. Testino, P. Nanni, P. Bowen, M. Donnet, N. Jongen, R. Schenk, C. Hofmann, V. Hessel, F. Schonfeld, in Proc. of the 10th Int. Ceramics Congress 2002, Techna, Italy 2003, 535.
44. F. G. Bessoth, A. J. deMello, A. Manz, Anal. Commun. 1999, 36, 213.
45. I. Shestopalov, J. D. Tice, R. F. Ismagilov, Lab Chip 2004, 4, 316.
46. L.-H. Hung, K. M. Choi, W.-Y. Tseng, Y.-C. Tan, K. J. Shea, A. P. Lee, Lab Chip 2006, 6, 174.
47. E. M. Chan, A. P. Alivisatos, R. A. Mathies, y. Am. Chem. Soc. 2005, 227, 13854.
48. J. D. Tice, H. Song, A. D. Lyon, R. F. Ismagilov, Langmuir 2003, 19, 9127.
49. a) J. C. McDonald, G. M. Whitesides, Ace. Chem. Res. 2002, 35, 491;
50. b) J. C. McDonald, D. C. Duffy, J. R. Anderson, D. T. Chiu, H. K. Wu, O. J. A. Schueller, G. M. Whitesides, Electrophoresis 2000, 22, 27;
51. c) D. C. Duffy, J. C. McDonald, O. J. A. Schueller, G. M. Whitesides, Anal. Chem. 1998, 70, 4974.
52. a) Y. C. Tan, J. Collins, A. P. Lee, in Proc. of the 7th Int. Conf. on MicroTAS, Vol. 2, CA, 2003, pp. 963-966;
53. c) B. J. Bentley, L. G. Leal, J. Fluid Mech. 1986, 267, 241;
54. d) S. Sugiura, M. Nakajima, S. Iwamoto, M. Seki, Langmuir 2001, 17, 5562.
55. a) H. Wang, H. Nakamura, M. Uehara, M. Miyazaki, H. Maeda, Chem. Commun. 2002, 1462;
56. b) O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, 3rd ed., Wiley, NY, 1998.
57. a) Y. Song, E. E. Doomes, J. Prindle, R. Tittsworth, J. Hormes, C. S. S. R. Kumar, J. Phys. Chem. B 2005, 209, 9330;
58. b) J. Wagner, T. Kirner, G. Mayer, J. Albert, J. M. Köhler, Chem. Eng. J. 2004, 201, 251;
59. c) J. Wagner, J. M. Kohler, Nano Lett. 2005, 5, 685;
60. d) J. M. Kohler, J. Wagner, J. Albert, J. Mater. Chem. 2005, 25, 1924.
61. a) Y. Song, H. Modrow, L. L. Henry, C. K. Saw, E. Doomes, J. Hormes, C. S. S. R. Kumar, Chem. Mater. 2006, 18, 2817;
62. b) Y. Song, E. E. Doomes, Z. Guo, C. S. S. R. Kumar, J. Hormes, presented at the MRS Fall Meeting, Boston, 2004.
63. P. Watts, S. J. Haswell, E. Pombo-Villar, Chem. Eng. J. 2004, 202, 237.
64. a) T. Hyeon, Chem. Commun. 2003, 927;
65. b) T. Teranishi, M. Hosoe, T. Tanaka, M. Miyake, J. Phys. Chem. B 1999, 203, 3818;
66. c) J. P. Wilcoxon, P. P. Provencio, J. Phys. Chem. B 2005, 209, 13461;
67. d) M. L. Luis, S.-M. Veronica, G.-S. Florencio, R.-G. Benito, presented at the 224th ACS National Meeting, Boston, MA, August 18-22, 2002;
68. e) Y. Ohko, M. Setani, T. Sakata, H. Mori, H. Yoneyama, Chem. Lett. 1999, 28, 663.
69. C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.
70. D. V. Talapin, A. L Rogach, A. Konowski, M. Haase, H. Weller, Nano Lett. 2001, 4, 207.
71. L. H. Qu, Z. A. Peng, X. G. Peng, Nano Lett. 2001, 6, 333.
72. B. L. Cushing, V. L. Kolesnichenko, C. J. O'Connor, Chem. Rev. 2004, 104, 3893.
73. X. M. Lin, C. M. Sorensen, Langmuir 1998, 14, 7140.
74. A. Kumbhar, L. Spinu, F. Agnoli, K.-Y. Wang, W. Zhou, C. J. O'Connor, IEEE Trans. Magn. 2001, 37, 2216.
75. S. Lefebure, E. Dubois, V. Cabuil, S. Neveu, R. Massart, J. Mater. Res. 1998, 13, 2975.
76. F. S. Diana, S.-H. Lee, P. M. Ptroff, E. J. Kramer, Nano Lett. 2003, 3, 891.
77. I.-W. Park, M. Yoon, Y. M. Kim, Y. Kim, H. Yoon, J. Song, V. Volkov, A. Avilov, Y. J. Park, Solid State Commun. 2003, 126, 385.
78. C. Pathmamanoharan, A. P. Philipse, J. Colloid Interface Sci. 1998, 205, 340.
79. S. Ram, Acta Mater. 2001, 49, 2297.
80. J.-S. Jung, J.-Y. Kim, W. S. Chae, Y.-R. Kim, J.-H. Jun, L. Jun, W. Malkinski, A. Zhou, M. L. Kumbhar, J. Viciu, B. Wiley, C. J. O'Connor, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2001, 676, Y3.45.1.
81. V. F. Puntes, K. M. Krishnan, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 2187.
82. S. Sun, C. B. Murray, I. Appl. Phys. 1999, 85, 4325.
83. C. B. Murray, S. Sun, W. Gaschler, H. Doyle, T. A. Betley, C. R. Kagan, IBM I. Res. Dev. 2001, 45, 47.
84. T. Sugimoto, Monodispersed Particles, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands 2001.
85. X. Peng, J. Wickham, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5343.
86. V. F. Puntes, K. M. Krishnan, A. P. Alivisatos, Science 2001, 291, 2115.
87. S. E. Apsel, J. W. Emmert, J. Deng, L. A. Bloomfield, Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1441.
88. M. L. Isabelle, J. A. Billas, J. A. Becker, A. Chatelain, W. A. DeHeer, Phys. Rev. Lett. 1993, 71, 4067.
89. a) F. I. Fettar, F. Petroff, J. L. Maurice, A. Vaurès, L. F. Schelp, A. Fert, D. Babonneau, A. Naudon, in Abstracts of the 5th Colloque Louis Néeel, France, 1997;
90. b) T. R. Jensen, M. L. Duval, L. Kelly, A. Lazarides, G. C. Schatz, R. P. Van Duyne, J. Phys. Chem. B 1999, 203, 9846.
91. J. Y. Huang, Y. K. Wu, H. Q. Ye, Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 308.
92. J. Shi, S. Gider, K. Babcock, D. D. Awschalom, Science 1996, 272, 937.
93. A. John, A. de Mello, Lab Chip 2004, 4, 11N.
94. C. Petit, A. Taleb, P. Pileni, J. Phys. Chem. B 1999, 203, 1805.
95. S. Sun, D. Weller, C. B. Murray, Surf. Sci. 2001, 42, 259.
96. S. H. Lee, H. J. Lee, D. Oh, S. W. Lee, H. Goto, R. Buckmaster, T. Yasukawa, T. Matsue, S.-K. Hong, H. C. Ko, M.-W. Cho, T. Yao, J. Phys. Chem. B 2006, 210, 3856.
97. K. P. Brazhnik, W. N. Vreeland, J. B. Hutchison, R. Kishore, J. Wells, K. Helmerson, L. E. Locascio, Langmuir 2005, 22, 10814.
98. V. K. Lamer, R. H. Dinegar, J. Am. Chem. Soc. 1950, 72, 4847.
99. D. Shalom, R. Wootton, R. F. Winkle, B. F. Cottam, R. Vilar, A. J. de Mello, C. P. Wilde, Mater. Lett. 2007, 62, 1146.
100. J. M. Coulson, J. F. Richardson, Chemical Engineering, 4th ed., Pergamon Press, New York 1970, Ch. 1.
101. G. Chen, Chemical Reaction Engineering, 2nd ed., Chemical Industry Press of China, Beijing 1970, Ch. 3.
102. a) Z. Svetlana, D. Rohini, D. L. Russell, D. Proyag, C. S. S. R. Kumar, J. Goettert, J. Hormes, presented at the Synchrotron Radiation Instrumentation Conf, Baton Rouge, 2007;
103. c) Z. Svetlana, D. Rohini, D. L Russell, D. Proyag, C. S. S. R. Kumar, J. Goettert, J. Hormes, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 2007, 582, 239.
104. a) S. A. Khan, K. F. Jensen, Adv. Mater. 2007, 19, 2556;
105. b) T. L. Sounart, P. A. Safier, J. A. Voigt, J. Hoyt, D. R. Tallant, C. M. Matzke, T. A. Michalske, Lab Chip 2007, 7, 908.
106. a) S. A. Khan, A. Günther, M. A. Schmidt, K. F. Jensen, Langmuir 2004, 20, 8604;
107. b) A. Gunther, S. A. Khan, M. Thalmann, F. Trachsel, K. F. Jensen, Lab Chip 2004, 4, 278.
108. N. Sakamoto, M. Harada, T. Hashimoto, Macromolecules 2006, 39, 1116.
109. a) R. De Silva, V. Palshin, N. De Silva, L. Henry, C. S. S. R. Kumar, J. Mat. Chem. 2008, 18, 738-747;
110. b) R. De Silva, V. Palshin, F. Fronczek, J. Hormes, C. S. S. R. Kumar, J. Phys. Chem. C 2007, 211, 10320-10328.
111. Y. N. Xia, G. M. Whitesides, Annu. Rev. Mater. Sci. 1998, 28, 153.
112. H. Wang, J. Wei, M. Yu, Y. Li, J. Sun, M. Zhu, Chem. Lett. 2006, 35, 1156.
113. J. Ouellette, Ind. Phys. 2003, 9, 14.
114. a) X. Zhang, S. J. Haswell, MRS Bull. 2006, 31, 95;
115. b) O. Bakajin, E. Fountain, K. Morton, S. Y. Chou, K. Sturm, R. H. Austin, MRS Bull. 2006, 31, 108.
116. B. Michel, Ind. Phys. 2002, 8, 16.
117. K. Ladavac, K. Kasza, D. G. Grier, Phys. Rev. 2004, 70, 010901/1.
118. H. P. Chou, T. Thorsen, A. Scherer, S. R. Quake, Science 2000, 288, 113.
119. S. Hasebe, Comput. Chem. Eng. 2004, 29, 57.
120. a) W. Ehrfeld, Chimia 2002, 56, 598;
121. b) http://www.ehrfeldshop.-biz/shop/catalog/technology.php.
122. L. Holger, H. Volker, M. Andreas, Pure Appl. Chem. 2002, 74, 2271.
123. G.-E. Eduardo, S. Val, Y. Stephanie, F. Wong, H. Brian, Warrington, Lab Chip 2003, 3, 73.
124. J. Goettert, Y. Song, P. Datta, J. Hormes, W. Hempelmann, C. S. S. R. Kumar, presented at the 8th International Conf. on Microreaction Technology, Atlanta, April 4th, 2005.
125. R. Rosario, D. Gust, A. A. Garcia, M. Hayes, J. L. Taraci, T. Clement, J. W. Dailey, S. T. Picraux, J. Phys. Chem. B 2004, 208, 12640.
126. C.-T. Lin, M.-T. Kao, K. Kurabayashl, E. Meyhofer, Small 2006, 2, 281.
127. S. Krishnadasan, J. Tovilla, R. Vilar, A. J. deMello, J. C. deMello, J. Mater. Chem. 2004, 24, 2655.
128. S.A. Khan,A. Gunther, M.A. Schmidt, K. F. Jensen, Lanmguir 2004, 20, 8604.