Nanowires and nanostructures that grow like polymer molecules

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 35, 2013, Pages 4829-4844

  Shaw, Santosh ^a   Cademartiri, Ludovico ^a,b,c  

^a Iowa State University   (United States)

^b IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

^c U S DEPARTMENT OF ENERGY   (United States)

Author keywords

crystallization; nanostructures; nanowires; polymers; self assembly

Indexed keywords

ANISOTROPIC MATERIAL; AREA OF INTEREST; EXPERIMENTAL EVIDENCE; GROWTH PROCESS; LARGE ASPECT RATIO; POLYMER MOLECULE; REPTATION; RUBBER ELASTICITY;

AGGLOMERATION; ASPECT RATIO; CRYSTALLIZATION; ELASTICITY; MOLECULES; MORPHOLOGY; NANOSTRUCTURES; NANOWIRES; POLYMERIZATION; SELF ASSEMBLY;

POLYMERS;

NANOMATERIAL; NANOWIRE; POLYMER;

ANISOTROPY; ARTICLE; CHEMISTRY; CRYSTALLIZATION; KINETICS; SELF-ASSEMBLY;

CRYSTALLIZATION; NANOSTRUCTURES; NANOWIRES; POLYMERS; SELF-ASSEMBLY;

ANISOTROPY; CRYSTALLIZATION; KINETICS; NANOSTRUCTURES; NANOWIRES; POLYMERS;

EID: 84884901033     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201300850     Document Type: Article

References (148)

1. L. Cademartiri, R. Malakooti, P. G. O'Brien, A. Migliori, S. Petrov, N. P. Kherani, G. A. Ozin, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3814.
2. L. Cademartiri, F. Scotognella, P. G. O'Brien, B. V. Lotsch, J. Thomson, S. Petrov, N. P. Kherani, G. A. Ozin, Nano Lett. 2009, 9, 1482.
3. J. Xu, H. Wang, C. C. Liu, Y. M. Yang, T. Chen, Y. W. Wang, F. Wang, X. G. Liu, B. G. Xing, H. Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11920.
4. Y. Wang, Q. X. Wang, H. Sun, W. Q. Zhang, G. Chen, Y. W. Wang, X. S. Shen, Y. Han, X. M. Lu, H. Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20060.
5. L. Cademartiri, G. Guerin, K. J. M. Bishop, M. A. Winnik, G. A. Ozin, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9327.
6. A. Fojtik, H. Weller, U. Koch, A. Henglein, Ber. Bunsen Phys. Chem. 1984, 88, 969.
7. C. Ribeiro, E. J. H. Lee, E. Longo, E. R. Leite, ChemPhysChem 2006, 7, 664.
8. K. Liu, Z. H. Nie, N. N. Zhao, W. Li, M. Rubinstein, E. Kumacheva, Science 2010, 329, 197.
9. C. M. Evans, A. M. Love, E. A. Weiss, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17298.
10. B. Moshofsky, T. Mokari, Chem. Mater. 2013, 25, 1384.
11. W. D. Callister, D. G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, John Wiley & Sons, 2010.
12. W. J. Moore, Seven Solid States: An Introduction to the Chemistry and Physics of Solids, W. A. Benjamin, 1967
13. L. Smart, E. Moore, Solid State Chemistry: An Introduction, CRC Press, 2012
14. C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, Wiley, 1971
15. N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders College, 1976
16. A. R. West, Solid State Chemistry and Its Applications, Wiley, 1987.
17. A. P. Alivisatos, Science 1996, 271, 933.
18. U. Jeong, X. W. Teng, Y. Wang, H. Yang, Y. N. Xia, Adv. Mater. 2007, 19, 33
19. R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science 1997, 277, 1078
20. R. C. Jin, Nanoscale 2010, 2, 343.
21. IUPAC, 2013; The many definitions of polymers are some of the most unsatisfying and inconclusive one could find in chemistry.
22. P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca 1969.
23. M. Rubinstein, R. H. Colby, Polymer Physics, Oxford University Press, 2003
24. L. H. Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Wiley, 2005.
25. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, Molecular Biology Of The Cell, Garland Science, 2002.
26. J. B. Thompson, H. G. Hansma, P. K. Hansma, K. W. Plaxco, J. Mol. Biol. 2002, 322, 645.
27. V. J. Anderson, H. N. W. Lekkerkerker, Nature 2002, 416, 811
28. W. T. M. Irvine, M. J. Bowick, P. M. Chaikin, Nat. Mater. 2012, 11, 948
29. W. T. M. Irvine, V. Vitelli, P. M. Chaikin, Nature 2010, 468, 947
30. M. E. Leunissen, C. G. Christova, A. P. Hynninen, C. P. Royall, A. I. Campbell, A. Imhof, M. Dijkstra, R. van Roij, A. van Blaaderen, Nature 2005, 437, 235
31. A. Yethiraj, A. van Blaaderen, Nature 2003, 421, 513.
32. L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Statistical Physics, Butterworth-Heinemann, 1980
33. R. A. Harris, J. E. Hearst, J. Chem. Phys. 1966, 44, 2595
34. H. Hatami-Marbini, M. R. K. Mofrad, in Cellular and Biomolecular Mechanics and Mechanobiology, (Ed:, A. Gefen,), Springer, 2011, 569.
35. J. W. Grebinski, K. L. Hull, J. Zhang, T. H. Kosel, M. Kuno, Chem. Mater. 2004, 16, 5260
36. J. D. Holmes, K. P. Johnston, R. C. Doty, B. A. Korgel, Science 2000, 287, 1471
37. A. S. Barnard, H. F. Xu, X. C. Li, N. Pradhan, X. G. Peng, Nanotechnology 2006, 17, 5707
38. Z. P. Liu, D. Xu, J. B. Liang, J. M. Shen, S. Y. Zhang, Y. T. Qian, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10699
39. X. W. Teng, W. Q. Han, W. Ku, M. Hucker, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2055
40. H. W. Liang, S. Liu, J. Y. Gong, S. B. Wang, L. Wang, S. H. Yu, Adv. Mater. 2009, 21, 1850
41. H. W. Lee, P. Muralidharan, R. Ruffo, C. M. Mari, Y. Cui, D. K. Kim, Nano Lett. 2010, 10, 3852
42. Z. T. Deng, H. Yan, Y. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8695
43. G. X. Zhu, S. G. Zhang, Z. Xu, J. Ma, X. P. Shen, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15605
44. G. Q. Zhang, B. Kirk, L. A. Jauregui, H. R. Yang, X. F. Xu, Y. P. Chen, Y. Wu, Nano Lett. 2012, 12, 56.
45. R. Malakooti, L. Cademartiri, A. Migliori, G. A. Ozin, J. Mater. Chem. 2008, 18, 66.
46. S. Ithurria, B. Dubertret, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16504
47. F. Gonzaga, R. D'Souza, M. A. Brook, Soft Matter 2011, 7, 722
48. A. W. Achtstein, A. Schliwa, A. Prudnikau, M. Hardzei, M. V. Artemyev, C. Thomsen, U. Woggon, Nano Lett. 2012, 12, 3151.
49. L.-s. Li, J. Walda, L. Manna, A. P. Alivisatos, Nano Lett. 2002, 2, 557
50. R. Malakooti, L. Cademartiri, Y. Akcakir, S. Petrov, A. Migliori, G. A. Ozin, Adv. Mater. 2006, 18, 2189
51. L. S. Li, A. P. Alivisatos, Adv. Mater. 2003, 15, 408
52. N. Zhao, K. Liu, J. Greener, Z. H. Nie, E. Kumacheva, Nano Lett. 2009, 9, 3077
53. K. Miszta, J. de Graaf, G. Bertoni, D. Dorfs, R. Brescia, S. Marras, L. Ceseracciu, R. Cingolani, R. van Roij, M. Dijkstra, L. Manna, Nat. Mater. 2011, 10, 872
54. Y. S. Xia, T. D. Nguyen, M. Yang, B. Lee, A. Santos, P. Podsiadlo, Z. Y. Tang, S. C. Glotzer, N. A. Kotov, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 580
55. L. Cademartiri, K. J. M. Bishop, P. W. Snyder, G. A. Ozin, Philos. T. Roy. Soc. A 2012, 370, 2824.
56. L. Cademartiri, R. Malakooti, S. Petrov, A. Migliori, G. A. Ozin, Abstr. Pap. Am. Chem. S. 2007, 234.
57. L. Cademartiri, G. A. Ozin, Adv. Mater. 2009, 21, 1013
58. S. Hu, X. Wang, Chem. Soc. Rev. 2013.
59. A. Repko, L. Cademartiri, Can. J. Chem. 2012, 90, 1032.
60. J. W. Gibbs, Trans. Connect. Acad. Sci. 1876, 3, 108
61. J. W. Gibbs, Trans. Connect. Acad. Sci. 1877, 3, 343.
62. M. Volmer, A. Weber, Zeitschrift Fur Physikalische Chemie-Stochiometrie Und Verwandtschaftslehre 1926, 119, 277.
63. L. Farkas, Zeitschrift Fur Physikalische Chemie-Stochiometrie Und Verwandtschaftslehre 1927, 125, 236.
64. R. Becker, W. Doring, Annalen Der Physik 1935, 24, 719.
65. A. E. Nielsen, Kinetics of precipitation, Pergamon Press; [distributed in the Western Hemisphere by Macmillan, New York ], 1964.
66. D. Gebauer, A. Volkel, H. Cölfen, Science 2008, 322, 1819
67. A. Dey, P. H. H. Bomans, F. A. Muller, J. Will, P. M. Frederik, G. de With, N. Sommerdijk, Nat. Mater. 2010, 9, 1010.
68. D. Gebauer, H. Cölfen, Nano Today 2011, 6, 564.
69. K. Matyjaszewski, J. H. Xia, Chem. Rev. 2001, 101, 2921
70. J. Chiefari, Y. K. Chong, F. Ercole, J. Krstina, J. Jeffery, T. P. T. Le, R. T. A. Mayadunne, G. F. Meijs, C. L. Moad, G. Moad, E. Rizzardo, S. H. Thang, Macromolecules 1998, 31, 5559.
71. W. A. Braunecker, K. Matyjaszewski, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 93.
72. H. Giesche, J. Eur. Ceram. Soc. 1994, 14, 205
73. H. Giesche, J. Eur. Ceram. Soc. 1994, 14, 189.
74. J. J. Urban, D. V. Talapin, E. V. Shevchenko, C. B. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3248.
75. M. D. Bentzon, J. Vanwonterghem, S. Morup, A. Tholen, Philos. Mag. B 1989, 60, 169.
76. H. Cölfen, M. Antonietti, Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5576.
77. R. L. Whetten, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, S. Murthy, I. Vezmar, Z. L. Wang, P. W. Stephens, C. L. Cleveland, W. D. Luedtke, U. Landman, Adv. Mater. 1996, 8, 428
78. C. B. Murray, C. R. Kagan, M. G. Bawendi, Science 1995, 270, 1335
79. E. V. Shevchenko, D. V. Talapin, N. A. Kotov, S. O'Brien, C. B. Murray, Nature 2006, 439, 55.
80. K. P. Velikov, A. van Blaaderen, Langmuir 2001, 17, 4779.
81. V. M. Yuwono, N. D. Burrows, J. A. Soltis, R. L. Penn, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2163.
82. M. Niederberger, H. Cölfen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3271.
83. H. Cölfen, M. Antonietti, Mesocrystals and Nonclassical Crystallization, John Wiley & Sons, West Sussex, UK 2008.
84. R. L. Penn, J. F. Banfield, Science 1998, 281, 969.
85. R. L. Penn, J. F. Banfield, Am. Mineral. 1998, 83, 1077
86. J. F. Banfield, S. A. Welch, H. Z. Zhang, T. T. Ebert, R. L. Penn, Science 2000, 289, 751.
87. R. L. Penn, J. F. Banfield, Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 1549.
88. Q. Zhang, S. J. Liu, S. H. Yu, J. Mater. Chem. 2009, 19, 191.
89. A. Halder, N. Ravishankar, Adv. Mater. 2007, 19, 1854
90. K.-S. Cho, D. V. Talapin, W. Gaschler, C. B. Murray, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7140
91. N. Pradhan, H. F. Xu, X. G. Peng, Nano Lett. 2006, 6, 720
92. K. T. Yong, Y. Sahoo, H. Zeng, M. T. Swihart, J. R. Minter, P. N. Prasad, Chem. Mater. 2007, 19, 4108
93. D. Portehault, S. Cassaignon, E. Baudrin, J. P. Jolivet, Chem. Mater. 2007, 19, 5410
94. X. Xu, J. Zhuang, X. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12527
95. X. X. Xu, J. Zhuang, X. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12527.
96. H. M. Zheng, R. K. Smith, Y. W. Jun, C. Kisielowski, U. Dahmen, A. P. Alivisatos, Science 2009, 324, 1309.
97. J. M. Yuk, J. Park, P. Ercius, K. Kim, D. J. Hellebusch, M. F. Crommie, J. Y. Lee, A. Zettl, A. P. Alivisatos, Science 2012, 336, 61.
98. D. S. Li, M. H. Nielsen, J. R. I. Lee, C. Frandsen, J. F. Banfield, J. J. De Yoreo, Science 2012, 336, 1014.
99. C. Ribeiro, E. J. H. Lee, E. Longo, E. R. Leite, ChemPhysChem 2005, 6, 690.
100. R. L. Penn, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12707.
101. C. Ribeiro, E. J. H. Lee, T. R. Giraldi, E. Longo, J. A. Varela, E. R. Leite, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 15612.
102. F. Huang, H. Z. Zhang, J. F. Banfield, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10470
103. F. Huang, H. Z. Zhang, J. F. Banfield, Nano Lett. 2003, 3, 373.
104. S. Dominguez Bella, J. M. Garcia-Ruiz, J. Cryst. Growth 1986, 79, 236
105. W. P. Hsu, L. Ronnquist, E. Matijevic, Langmuir 1988, 4, 31
106. E. Matijevic, Chem. Mater. 1993, 5, 412
107. E. Matijevic, Colloid J. 2007, 69, 29.
108. A. N. Kulak, P. Iddon, Y. Li, S. P. Armes, H. Cölfen, O. Paris, R. M. Wilson, F. C. Meldrum, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3729.
109. R. Q. Song, H. Cölfen, Adv. Mater. 2010, 22, 1301.
110. J. C. Love, L. A. Estroff, J. K. Kriebel, R. G. Nuzzo, G. M. Whitesides, Chem. Rev. 2005, 105, 1103.
111. M. Eddaoudi, D. B. Moler, H. L. Li, B. L. Chen, T. M. Reineke, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Acc. Chem. Res. 2001, 34, 319.
112. D. L. Long, E. Burkholder, L. Cronin, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 105.
113. P. D. Jadzinsky, G. Calero, C. J. Ackerson, D. A. Bushnell, R. D. Kornberg, Science 2007, 318, 430.
114. M. G. Campbell, D. C. Powers, J. Raynaud, M. J. Graham, P. Xie, E. Lee, T. Ritter, Nat. Chem. 2011, 3, 949.
115. C. M. Liu, S. H. Yang, ACS Nano 2009, 3, 1025.
116. Z. Tang, N. A. Kotov, M. Giersig, Science 2002, 297, 237.
117. C. Schliehe, B. H. Juarez, M. Pelletier, S. Jander, D. Greshnykh, M. Nagel, A. Meyer, S. Foerster, A. Kornowski, C. Klinke, H. Weller, Science 2010, 329, 550.
118. H. Wang, L. Y. Chen, X. S. Shen, L. F. Zhu, J. T. He, H. Y. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8021.
119. Z. A. Peng, X. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3343
120. J. Ouyang, M. B. Zaman, F. J. Yan, D. Johnston, G. Li, X. Wu, D. Leek, C. I. Ratcliffe, J. A. Ripmeester, K. Yu, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13805.
121. N. Herron, J. C. Calabrese, W. E. Farneth, Y. Wang, Science 1993, 259, 1426
122. T. Vossmeyer, G. Reck, L. Katsikas, E. T. K. Haupt, B. Schulz, H. Weller, Science 1995, 267, 1476
123. V. N. Soloviev, A. Eichhofer, D. Fenske, U. Banin, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2673.
124. S. Kudera, M. Zanella, C. Giannini, A. Rizzo, Y. Q. Li, G. Gigli, R. Cingolani, G. Ciccarella, W. Spahl, W. J. Parak, L. Manna, Adv. Mater. 2007, 19, 548.
125. M. J. Bowers, J. R. McBride, S. J. Rosenthal, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15378
126. C. M. Evans, L. Guo, J. J. Peterson, S. Maccagnano-Zacher, T. D. Krauss, Nano Lett. 2008, 8, 2896
127. Y. Y. Wang, Y. H. Liu, Y. Zhang, F. D. Wang, P. J. Kowalski, H. W. Rohrs, R. A. Loomis, M. L. Gross, W. E. Buhro, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6154.
128. W. W. Yu, L. Qu, W. Guo, X. Peng, Chem. Mater. 2003, 15, 2854.
129. M. Sun, X. Yang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8701.
130. A. D. Dukes, J. R. McBride, S. J. Rosenthal, Chem. Mater. 2010, 22, 6402
131. Y. H. Liu, F. D. Wang, Y. Y. Wang, P. C. Gibbons, W. E. Buhro, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17005
132. J. C. Newton, K. Ramasamy, M. Mandal, G. K. Joshi, A. Kumbhar, R. Sardar, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4380.
133. E. J. H. Lee, Master Thesis, Univ. Fed. S. Carlos, Sao Paulo, 2004
134. E. J. H. Lee, C. Ribeiro, E. Longo, E. R. Leite, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 20842.
135. Y.-w. Jun, M. F. Casula, J.-H. Sim, S. Y. Kim, J. Cheon, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15981.
136. X. J. Wang, G. P. Li, T. Chen, M. X. Yang, Z. Zhang, T. Wu, H. Y. Chen, Nano Lett. 2008, 8, 2643.
137. G. Chen, Y. Wang, L. H. Tan, M. X. Yang, L. S. Tan, Y. Chen, H. Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4218
138. G. Chen, Y. Wang, M. X. Yang, J. Xu, S. J. Goh, M. Pan, H. Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3644
139. M. X. Yang, G. Chen, Y. F. Zhao, G. Silber, Y. Wang, S. X. Xing, Y. Han, H. Y. Chen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11850.
140. Z. H. Nie, D. Fava, E. Kumacheva, S. Zou, G. C. Walker, M. Rubinstein, Nat. Mater. 2007, 6, 609.
141. J. W. Thomson, K. Nagashima, P. M. Macdonald, G. A. Ozin, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5036.
142. J. W. Thomson, L. Cademartiri, M. MacDonald, S. Petrov, G. Calestani, P. Zhang, G. A. Ozin, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9058.
143. P. Sharp, V. A. Bloomfield, Biopolymers 1968, 6, 1201.
144. T. Mirkovic, M. L. Foo, A. C. Arsenault, S. Fournier-Bidoz, N. S. Zacharia, G. A. Ozin, Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 565.
145. K. E. Harris, V. V. Singh, A. H. King, Acta Mater. 1998, 46, 2623
146. A. J. Haslam, S. R. Phillpot, H. Wolf, D. Moldovan, H. Gleiter, Mat. Sci. Eng. A-Struct. 2001, 318, 293
147. C. S. Nichols, C. M. Mansuri, S. J. Townsend, D. A. Smith, Acta Metall. Mater. 1993, 41, 1861
148. D. Moldovan, V. Yamakov, D. Wolf, S. R. Phillpot, Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 206101.