Transmission electron microtomography and polymer nanostructures

Macromolecules

Volumn 43, Issue 4, 2010, Pages 1675-1688

  Jinnai, Hiroshi ^a,b   Spontak, Richard J ^c   Nishi, Toshio ^b  

^a KYOTO INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

^b TOHOKU UNIVERSITY   (Japan)

^c North Carolina State University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

3-D IMAGE; 3D DATA; ACCELERATION VOLTAGES; AMERICAN CHEMICAL SOCIETY; CHARACTERIZATION METHODS; ENERGY APPLICATIONS; MICRO-DOMAINS; MICROPHASE-SEPARATED STRUCTURE; POLYMER APPLICATIONS; POLYMER NANOSTRUCTURES; POLYMER SPECIMENS; SCATTERING METHODS; SINGLE CHAINS; STRUCTURAL INFORMATION; SUBNANOMETER RESOLUTION; THREE DIMENSIONAL (3-D) IMAGING; TRANSMISSION ELECTRON MICROTOMOGRAPHY; VOLUME DATA;

BLOCK COPOLYMERS; COPOLYMERIZATION; FUEL CELLS; IMAGING TECHNIQUES; NANOSTRUCTURES; SCATTERING;

THREE DIMENSIONAL;

EID: 77249176568     PISSN: 00249297     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma902035p     Document Type: Review

References (142)

1. Hashimoto, T. Structure of Polymer Blends. In Structure and Properties of Polymers; Cahn, R. W., Haasen, P., Kramer, E. J., Eds.; VCH: Weinheim, 1993; Vol. 12.
2. Jinnai, H.; Nishikawa, Y.; Koga, T.; Hashimoto, T. Macromolecules 1995, 28, 4782-4784.
3. Jinnai, H.; Koga, T.; Nishikawa, Y.; Hashimoto, T.; Hyde, S. T. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 2248-2251.
4. Lopez-Barron, C. R.; Macosko, C. W. Langmuir 2009, 25, 9392-9404.
5. Bates, F. S.; Fredrickson, G. H. Phys. Today 1999, 52, 32-38.
6. Abetz, V.; Simon, P. F. W. Adv. Polym. Sci. 2005, 189, 125-212.
7. Kawasumi, M.; Hasegawa, N.; Kato, M.; Usuki, A.; Okada, A. Micromolecules 1997, 30, 6333-6338.
8. Maiti, P.; Nam, P. H.; Okamoto, M.; Hasegawa, N.; Usuki, A. Macromolecules 2002, 35, 2042-2049.
9. Busfield, J. J. C.; Deeprasertkul, C.; Thomas, A. G. Polymer 2000, 41, 9219-9225.
10. Tsunoda, K.; Busfield, J. J. C.; Davies, C. K. L.; Thomas, A. G. J. Mater. Sci. 2000, 35, 5187-5198.
11. Yamaguchi, K.; Busfield, J. J. C.; Thomas, A. G. J. Polym, Sci., Part B: Polym. Phys. 2003, 41, 2079-2167.
12. Busfield, J. J. C.; Thomas, A. G.; Yamaguchi, K. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2003, 42, 2161-12089
13. Hawker, C. J.; Wooley, K. L. Science 2005, 309,1200-1205.
14. Kamigaito, M.; Sato, K. Macromolecules 2008, 41, 269-276.
15. Percec, V. Nat. Chem, 2009, 109, 4961-4962.
16. Matyjaszewski, K.; Tsarevsky, N. V. Nat. Chem. 2009, 1, 276-288.
17. Ito, M.; Ejiri, S.; Jinnai, H.; Kono, J.; Ikeda, S.; Nishida, A.; Uesugi, K.; Yagi, N.; Tanaka, M.; Hayashi, K. J. Bone Miner. Metab. 2003, 21, 287-293.
18. Jinnai, H.; Nishikawa, Y.; Ito, M.; Smith, S. D.; Agard, D. A.; Spontak, R. J. Adv. Mater. 2002, 14, 1615-1618.
19. Tanaka, T.; Mihara, T.; Saito, H.; Jinnai, H., manuscript in preparation.
20. Momose, A.; Fujii, A.; Jinnai, H.; Kadowaki, H. Macromolecules 2005, 38, 7197-7200.
21. Koizumi, S.; Yamane, Y.; Kuroki, S.; Ando, I.; Nishikawa, Y.; Jinnai, H. J. Appl. Polym. Sci. 2007, 103, 470-475.
22. Nishino, Y.; Takahashi, Y.; Imamoto, N.; Ishikawa, T.; Maeshima, K. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 018101-018104.
23. Fienup, J. R. Appl. Opt. 1982, 21, 2758-2769.
24. Miao, J.; Charalambous, P.; Kirz, J.; Sayre, D. Nature 1999, 400, 342-344.
25. Loos, J.; Sourty, E.; Lu, K.; Freitag, B.; Tang, D.; Wall, D. Nano Lett- 2009, 9, 1704-1708.
26. Motoki, S.; Kaneko, T.; Aoyama, Y.; Nishioka, H.; Ohkura, Y.; Kondo, Y.; Jinnai, H., revised manuscript submitted to J. Electron Microsc.
27. Dunn, D. N.; Hull, R. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 3414-3416.
28. Magerle, R. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 2749-2752.
29. Kato, M.; Ito, T.; Aoyama, Y.; Sawa, K.; Kaneko, T.; Kawase, N.; Jinnai, H. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 677-683.
30. Efimov, A.; Muench, B.; Wegmann, M.; Gasser, P.; Flatt, R. J. Microsc. 2007, 226, 207-217.
31. Bracewell, R. N. Aust. J. Phys. 1956, 9, 297.
32. Cormack, A. M. J. Appl, Phys. 1963, 34, 2722.
33. Hounsfield, G. N. A. Method and Apparatus for Examination of a Body by Radiation such as X or Gamma Radiation; The Patent Office: London, 1972.
34. de Rosier, D. J.; Klug, A. Nature 1968, 217, 130.
35. Hoppe, W.; Langer, R.; Knesch, G.; Poppe, C. Naturwissenschaften 1968, 55, 333.
36. Hart, R. G. Science 1968, 159, 1464.
37. Crowther, R. A.; DeRosier, D. J.; Klug, A. Proc. R. Soc. London 1970, A 317, 319-340.
38. Vainshtein, B. K. Sov. Phys. Crystallogr. 1970, 15, 781.
39. Ramachandran, G N.; Lakshminarayanan, A. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1971, 68, 2236.
40. Gordon, R.; Bender, R.; Herman, G. T. J. Theor. Biol. 1970, 29, 471.
41. Gilbert, P. J. Theor. Biol. 1972, 36, 105.
42. Batenburg, K. J.; Bals, S.; Sijbers, J.; Kübel, C.; Midgley, P. A.; Hernandez, J. C.; Kaiser, U.; Encina, E. R.; Coronado, E. A.; Tendeloo, G. V. Ultramicroscopy 2009, 109, 730-740.
43. Frank, J. Electron Tomography: Three-Dimensional Imaging with the Transmission Electron Microscope; Plenum: New York, 1992.
44. Midgley, P. A.; Weyland, M. Ultramicroscopy 2003, 96, 413-431.
45. Jinnai, H.; Nishikawa, Y.; Ikehara, T.; Nishi, T. Adv. Polym. Sci. 2004, 170, 115-167.
46. Jinnai, H.; Spontak, R. polymer 2009, 50, 1067-1087.
47. Friedrich, H.; de Jongh, P. E.; Verkleij, A. J.; de Jong, K. P. Chem. Rev. 2009, 109, 1613-1629.
48. Kaneko, T.; Nishioka, H.; Nishi, T.; Jinnai, H. J. Electron Microsc. 2005, 54, 437-444.
49. Kawase, N.; Kato, M.; Nishioka, H.; Jinnai, H. Ultramicroscopy 2007, 107, 8-15.
50. Sugimori, H.; Nishi, T.; Jinnai, H. Macromolecules 2005, 38, 10226-10233.
51. Penczek, P.; Marko, M.; Buttle, K.; Frank, J. Ultramicroscopy 1995, 60, 393-410.
52. Mastronarde, D. N. J. Struct. Biol. 1997, 120, 343-352.
53. Barnard, D. P.; Turner, J. N.; Frank, J.; McEwen, B. F. J. Microsc. 1992, 167, 39-48.
54. Niihara, K.; Kaneko, T.; Suzuki, T.; Sato, Y.; Nishioka, H.; Nishikawa, Y.; Nishi, T.; Jinnai, H. Macromolecules 2005, 38, 3048-3050.
55. Crowther, R. A.; DeRosier, D. J.; Klug, A. Proc. R. Soc. London 1970, A 317, 319-340.
56. Spontak, R. J.; Williams, M. C.; Agard, D. A. Polymer 1988, 29, 387-395.
57. Spontak, R. J.; Fung, J. C.; Braunfeld, M. B.; Sedat, J. W.; Agard, D. A.; Kane, L.; Smith, S. D.; Satkowski, M. M.; Ashraf, A.; Hajduk, D. A.; Gruner, S. M. Macromolecules 1996, 29, 4494-4507.
58. Radzilowski, L. H.; Carragher, B. O.; Stupp, S. I. Macromolecules 1997, 50, 2110-2119.
59. Laurer, J. H.; Hajduk, D. A.; Fung, J. C.; Sedat, J. W.; Smith, S. D.; Gruner, S. M.; Agard, D. A.; Spontak, R. J. Macromolecules 1997, 30, 3938-3941.
60. Jinnai, H.; Nishikawa, Y.; Spontak, R. J.; Smith, S. D.; Agard, D. A.; Hashimoto, T. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 518-521.
61. Jinnai, H.; Kaneko, T.; Matsunaga, K.; Abetz, C.; Abetz, V. Soft Matter 2009, 5, 2042-2046.
62. Jinnai, H.; Shinbori, Y.; Kitaoka, T.; Akutagawa, K.; Mashita, N.; Nishi, T. Macromolecules 2007, 40, 6758-6764.
63. Aoyama, K.; Takagi, T.; Mlyazawa, A. Ultramicroscopy 2008, 109, 70-80.
64. Loos, J.; Sourty, E.; Lu, K.; de With, G.; v. Bavel, S. MacroMolecules 2009, 42, 2581-2586.
65. Goldstein, J. I.; Costley, J. L.; Lorimer, G. W.; Reed, S. J. B. Quantitative X-ray analysis in the electron microscope. In Proceedings of the 10th Annual Scanning Electron Microscope Symposium and Workshop on Materials and Component Characterization/Quality Control with the SEM/STEM; Johari, O., Ed.; IIT Research Institute: Chicago, 1977.
66. Aoyama, Y.; Motoki, S.; Kaneko, T.; Nishioka, H.; Ohkura, Y.; Kondo, Y.; Jinnai, H., manuscript in preparation.
67. Niihara, K.; Matsuwaki, U.; Torikai, N.; Atarashi, H.; Tanaka, K.; Jinnai, H. Macromolecules 2007, 40, 6940-6946.
68. Lawrence, M. C. Macromolecules 1997, 30, 2110-2119.
69. Parratt, L. G. Phys. Rev. 1954, 95, 359-369.
70. Russell, T. P. Mater. Sci. Rep. 1990, 5, 171-271.
71. Karim, A.; Guo, L.; Rafailovichi, M. H.; Sokolov, J.; Peiffer, D. G.; Schwarz, S. A.; Colby, R. H.; Dozier, W. D. J. Chem. Phys. 1994, 100, 1620-1629.
72. Knoll, A.; Tsarkova, L.; Krausch, G Nano Lett. 2007, 7, 843-846.
73. Pasyuk, V. L.; Lauter, H. J.; Gordeev, G. P.; Buschbaum, P. M.; Toperverg, B. P.; Jernenkov, M.; Petry, W. Langmuir 2003, 19, 7783-7788.
74. Lee, B.; Park, I.; Yoon, J.; Park, S.; Kim, J.; Kim, K.; Chang, T.; Ree, M. Macromolecules 2005, 38, 4311-4323.
75. Wang, J.; Leiston-Belanger, J. M.; Sievert, J. D.; Russell, T. P. Macromolecules 2006, 39, 8487-8491.
76. Buschbaum, P. M.; Maurer, E.; Bauer, E.; Cabitt, R. Langmuir 2006, 22, 9295-9303.
77. Yamauchi, K.; Takahashi, K.; Hasegawa, H.; Iatrou, H.; Hadjichristidis, N.; Kaneko, T.; Nishikawa, Y.; Jinnai, H.; Matsui, T.; Nishioka, H.; Shimizu, M.; Furukawa, H. Macromolecules 2003, 36, 6962-6966.
78. Wilder, E. A.; Braunfeld, M. B.; Jinnai, H.; Hall, C. K.; Agard, D. A.; Spontak, R. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11633-11642.
79. Dobriyal, P.; Xiang, H.; Matsunaga, K.; Chen, J.-T.; Jinnai, H.; Russell, T. P. Macromolecules 2009, 42, 9082-9088.
80. Nishioka, H.; Niihara, K.; Kaneko, T.; Yamanaka, J.; Inoue, T.; Nishi, T.; Jinnai, H. Compos Interfaces 2006, 13, 589-603.
81. Zhao, Y.; Thorkelsson, K.; Mastroianni, A. J.; Schilling, T.; Luther, J. M.; Rancatore, B. J.; Matsunaga, K.; Jinnai, H.; Wu, Y.; Poulsen, D.; Fréchet, J. M. J.; Alivisatos, A. P.; Xu, T. Nat. Mater. 2009, 8, 979-985.
82. Xu, T.; Zvelindovsky, A. V.; Sevink, G. J. A.; Lyakhova, K. S.; Jinnai, H.; Russell, T. P. Macromolecules 2005, 38, 10788-10798.
83. Jinnai, H.; Sawa, K.; Nishi, T. Macromolecules 2006, 39, 5815-5819.
84. Jinnai, H.; Hasegawa, H.; Nishikawa, Y.; Sevink, G. J. A.; Braunfeld, M. B.; Agard, D. A.; Spontak, R. J. Macromol. Rapid Commun. 2006, 27, 1424-1429.
85. Jinnai, H.; Yasuda, K.; Nishi, T. Macromol. Symp. 2006, 245-246, 170-174.
86. Kaneko, T.; Suda, K.; Satoh, K.; Kamigaito, M.; Kato, T.; Ono, T.; Nakamura, E.; Nishi, T.; Jinnai, H. Macromol. Symp. 2006, 242, 80-86.
87. Park, H.-W.; Im, K.; Chung, B.; Ree, M.; Chang, T.; Sawa, K.; Jinnai, H. Macromolecules 2007, 40, 2603-2605.
88. Miura, Y.; Kaneko, T.; Satoh, K.; Kamigaito, M.; Jinnai, H.; Okamoto, Y. Chem.-Asian J. 2007, 2, 662-672.
89. Chen, Y.; Du, J.; Xiong, M.; Guo, H.; Jinnai, H.; Kaneko, T. Macromolecules 2007, 40, 4389-4392.
90. Yang, X.; Loos, J. Macromolecules 2007, 40, 1353-1362.
91. Meuler, A. J.; Hillmyer, M. A.; Bates, F. S. Macromolecules 2009, 42, 7221-7250.
92. Jinnai, H.; Kajihara, T.; Watashiba, H.; Nishikawa, Y.; Spontak, R. J. Rev. E 2001, 64, 010803(R)-010806(R), 069903(E).
93. Matsen, M. W.; Bates, F. S. Macromolecules 1996, 29, 7641-7644.
94. Watson, J. D.; Crick, F. H. Nature 1953, 171, 737.
95. Krappe, U.; Stadler, R.; Voigt-Martin, I. Macrmolecules 1995, 28, 4558.
96. Cornelissen, J.; Fischer, M.; Sommerdijk, N.; Nolte, R. J. Science 1998, 280, 1427.
97. Ho, R.-M.; Chiang, Y.-W.; Tsai, C.-C.; Lin, C.-C.; Ko, B.-T.; Huang, B.-H. J. Am. Chem, Soc. 2004, 126, 2704.
98. Kloninger, C.; Rehahn, M. Macromol. Chem. Phys. 2007, 208, 833.
99. Zhong, S.; Cui, H.; Chen, Z.; Wooley, K. L.; Pochan, D. J. Soft Matter 2008, 4, 647.
100. Tseng, E.-H.; Chen, C.-K.; Chiang, Y.-W.; Ho, R.-M.; Akasaka, S.; Hasegawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 50, 1067.
101. Wang, Y.; Qin, Y.; Berger, A.; Yau, E.; He, C.; Zhang, L.; Gösele, U.; Knez, M.; Steinhart, M. Adv. Mater. 2009, 21, 1-4.
102. Dupont, J.; Liu, G.; Niihara, K.; Kimoto, R.; Jinnai, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6144-6147.
103. Schulz, M. F.; Bates, F. S.; Almdal, K.; Mortensen, K. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 86-89.
104. Zhao, J.; Majumdar, B.; Schulz, M. F.; Bates, F. S.; Almdal, K.; Mortensen, K.; Hajduk, D. A.; Gruner, S. M. Macromolecules 1996, 29, 1204-1215.
105. Vigild, M. E.; Almdal, K.; Mortensen, K.; Hamley, I. W.; Fairclough, J. P. A.; Ryan, A. J. Macromolecules 1998, 31, 5702-5716.
106. Matsen, M. W. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 4470-4473.
107. Kimishima, K.; Koga, T.; Hashimoto, T. Macromolecules 2000, 33, 968-977.
108. Wang, C.-Y.; Lodge, T. P. Macromolecules 2002, 35, 6997-7006.
109. Park, I.; Lee, B.; Ryu, J.; Im, K.; Yoon, J.; Ree, M.; Chang, T. Macromolecules 2005, 38, 10532-10536.
110. Honda, T.; Kawakatsu, T. Macromolecules 2006, 39, 2340-2349.
111. Park, H.-W.; Jung, J.; Chang, T.; Matsunaga, K.; Jinnai, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 46-47.
112. Sugimori, H.; Niihara, K.; Kaneko, T.; Miyoshi, W.; Jinnai, H. Prog. Theor. Phys. Suppl. 2008, 175, 166-173.
113. Mareau, V. H.; Akasaka, S.; Osaka, T.; Hasegawa, H. Macromolecules 2007, 40, 9032-9039.
114. Dohi, H.; Kimura, H.; Kotani, M.; Kaneko, T.; Kitaoka, T.; Nishi, T.; Jinnai, H. Polym. J. 2007, 39, 749-758.
115. Thomas, E. L.; Anderson, D. M.; Henkee, C. S.; Hoffman, D. Nature 1988, 334, 598-601.
116. Hadziioannou, G.; Picot, C.; Skoukios, A.; Ionescu, M. L.; Mathis, A.; Duplessix, R.; Gallot, Y.; Lingelser, J. P. Macromolecules 1982, 15, 263-271.
117. Bates, F. S.; Berney, C. V.; Cohen, R. D.; Wignall, G. D. Polymer 1983, 24, 519-524.
118. Hasegawa, H.; Hashimoto, T.; Kawai, H.; Lodge, T. P.; Amis, E. J.; Glinka, C. J.; Han, C. C. Macromolecules 1985, 18, 67-78.
119. Hasegawa, H.; Tanaka, H.; Hashimoto, T.; Han, C. C. Macromolecules 1987, 20, 2120-2127.
120. Matsushita, Y.; Torikai, N.; Mogi, Y.; Noda, I.; Han, C. C. Macromolecules 1994, 27,4566-4569.
121. Yang, J.; Sekine, R.; Aoki, H.; Ito, S. Macromolecules 2007, 40, 7573-7580.
122. Mayes, A. M.; Russell, T. P.; Satija, S. K.; Majkrzak, C. F. Macromolecules 1992, 25, 6523-6531.
123. Tamai, Y.; Sekine, R.; Aoki, H.; Ito, S. Macromolecules 2009,42, 4224-4229.
124. Sekine, R.; Aoki, H.; Ito, S. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7095-7100.
125. Kremer, K.; Grest, G. S. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5057-5086.
126. Aoyagi, T.; Honda, T.; Doi, M. J. Chem, Phys. 2002, 117, 8153-8161.
127. Torikai, N.; Noda, L; Karim, A.; Satija, A. K.; Han, C. C.; Matsushita, Y.; Kawakatsu, T. Macromolecules 1997, 30, 2907-2914.
128. Helfend, E.; Wasserman, Z. R. Macromolecules 1976, 9, 879-888.
129. Hong, K. M.; Noolandi, J. Macromolecules 1981, 14, 727-736.
130. Matsen, M. W.; Schick, M. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 2660-2663.
131. Grest, G. S.; Kremer, K. Phys. Rev. A 1986, 33, 3628-3631.
132. Morita, H.; Kawakatsu, T.; Doi, M.; Nishi, T.; Jinnai, H. Macromolecules 2008, 41, 4845-4849.
133. Kawasaki, K.; Kawakatsu, T. Macromolecules 1990, 23, 4006-4019.
134. Wissler, M. J. Power Sources 2006, 156, 142-150.
135. Lin, W. F.; Iwasita, T.; Vielstich, W. J. Phys. Chem, B 1999, 103, 3250-3257.
136. Antolini, E.; Giorgi, L.; Cardellini, F.; Passalacqua, E. J. Solid State Electrochem. 2001, 5, 131-140.
137. Ferreira, P. J.; la O', G. J.; Shao-Horn, Y.; Morgan, D.; Makharia, R.; Kocha, S.; Gasteiger, H. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2256-A2271.
138. Gruber, T. C.; Zerda, T. W.; Gerspacher, M. Carbon 1993, 31, 1209-1210.
139. Ito, T.; Matsuwaki, U.; Otsuka, Y.; Katagiri, G.; Kato, M.; Matsubara, K.; Aoyama, Y.; Jinnai, H. Direct three-dimensional visualization and morphological analysis of Pt particles supported on carbon by transmission electron microtomography. In Handbook of Fuel Cells; Vielstich, W., Gasteiger, H. A., Yokokawa, H., Eds.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2009; Vol.5.
140. van Bavel, S. S.; Sourty, E.; de With, G.; Loos, J. Nano Lett. 2009, 9, 507-513.
141. Andersson, B. V.; Herland, A.; Masich, S.; Inganäs, O. Nano Lett. 2009, 9, 853-855.
142. Hamley, I. Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 1161-1210.