Trans-membrane Fluorescence Enhancement by Carbon Dots: Ionic Interactions and Energy Transfer

We report on trans-membrane interactions between blueemitting carbon dots (CDs) and fluorescein. Hydrophobic CDs with a positive surface charge are embedded as-synthesized in the lipophilic sheet of the bilayer membrane of large synthetic phospholipid vesicles. The vesicles are prepared by mixing DOPC phospholipids and lipid molecules that contain anionic fluorescein attached to their hydrophilic head. Due to attractive electrostatic interactions, the CDs and fluorescein conjoin within the vesicle membrane, which leads to photoluminescence enhancement of fluorescein and facilitates trans-membrane energy transfer between the CDs and the dye.Fil: Pritzl, Stefanie D.. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Pschunder, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Ehrat, Florian. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Bhattacharyya, Santanu. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Lohmüller, Theobald. Ludwig Maximilians Universitat; AlemaniaFil: Huergo, María Ana Cristina. Ludwig Maximilians Universitat; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Feldmann, Jochen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin

Trans-membrane fluorescence enhancement by carbon dots: ionic interactions and energy transfer

We report on trans-membrane interactions between blue-emitting carbon dots (CDs) and fluorescein. Hydrophobic CDs with a positive surface charge are embedded as-synthesized in the lipophilic sheet of the bilayer membrane of large synthetic phospholipid vesicles. The vesicles are prepared by mixing DOPC phospholipids and lipid molecules that contain anionic fluorescein attached to their hydrophilic head. Due to attractive electrostatic interactions, the CDs and fluorescein conjoin within the vesicle membrane, which leads to photoluminescence enhancement of fluorescein and facilitates trans-membrane energy transfer between the CDs and the dye.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Evolución y estabilidad de nanoestructuras de Au: estudios in situ mediante absorción y dispersión de rayos X

En este trabajo de tesis doctoral se llevó a cabo un estudio in situ de la síntesis de nanohilos de Au (AuNW) donde se pudo establecer cómo diferentes parámetros de la reacción afectan su evolución y producto final. Tomando como punto de partida una síntesis ya reportada de nanohilos de AuNW en medio orgánico, se fueron modificando de a uno los diferentes parámetros de la reacción, como la concentración total, la relación molar surfactante/Au, el solvente, la temperatura de síntesis, el precursor de Au y el tipo de surfactante, para evaluar su influencia en el proceso de reducción, nucleación y crecimiento de las estructuras de Au. Gran parte del trabajo se basó en la caracterización del sistema en su medio de síntesis y en las condiciones de reacción mediante la utilización de técnicas de absorción y dispersión de rayos X a bajo ángulo (XAFS y SAXS respectivamente). De forma complementaria, se utilizaron también técnicas de microscopía de barrido y de transmisión electrónica (AFM y TEM) y espectroscopias de absorción y fluorescencia UV-visible. Los experimentos de SAXS permitieron estudiar la evolución de la morfología y el tamaño de las nanoestructuras generadas durante el proceso de síntesis, mientras que los experimentos de XAFS fueron fundamentales para conocer cómo cambiaba el estado de oxidación y el entorno del Au durante la reacción.Doctor en Ciencias Exactas, área FísicaUniversidad Nacional de La PlataFacultad de Ciencias Exacta

Evolution and stability at nanoscale: electronic and structural aspects. XAFS and SAXS in situ studies of the synthesis of ultrathin gold nanowires

Los nanohilos de Au ultradelgados (AuNW) han atraído gran interés por sus múltiples potenciales aplicaciones debido tanto a sus propiedades morfológicas como electrónicas y de transporte. Además, se han reportado protocolos de síntesis de relativa simpleza utilizando sales de oro y surfactantes, generalmente HAuCl4⋅3H2O y oleilamina (OA), resultando en nanohilos de varias micras de longitud y pocos nanómetros de diámetro (menos de 5 nm).Con el fin de tener un mayor control sobre el producto final es necesario entender en detalle las distintas etapas que transita la síntesis realizando una caracterización de las estructuras a medida que éstas se van generando. En este sentido, distintas técnicas de rayos X no destructivas que permiten el estudio in situ de la reacción son útiles para conocer tanto propiedades electrónicas como estructurales del sistema mientras evoluciona durante su síntesis. Así es como siguiendo el estado de oxidación y el entorno atómico del Au mediante el estudio in situ de la estructura fina de la absorción de rayos X (XAFS) en el borde L3 del Au, y las formas y tamaños de las nanoestructuras por medio de la dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS), hemos podido identificar las distintas etapas que transita la síntesis hasta la formación de los nanohilos. En esta presentación se expondrá cómo a partir del análisis de los datos XAFS (tomados en la línea XAFS2 LNLS, Brasil) y SAXS (Laboratorio de dispersión de Rayos X, INIFTA, Argentina) se pueden conocer las diferentes etapas para la formación de los AuNW. En los primeros momentos de la reacción, el Au+3 conjugado con cuatro moléculas de OA se reduce para formar Au+1 en complejos lineales. Posteriormente, forman discos de ~0,5 nm de espesor y 2,6 nm de diámetro que se apilan para comenzar a formar cilindros que luego, al Au reducirse a Au0, disminuyen su diámetro a 1.6 nm, aumentan su longitud y finalmente se ordenan formando una red hexagonal con una bicapa de moléculas de OA en la superficie.Carrera: Doctorado de la Facultad de Ciencias Exactas Área Física Tipo de beca: Beca Doctoral Año de inicio de beca: 2017 Año de finalización de beca: 2023 Organismo: CONICET Apellido, Nombre del Director/a/e: Requejo, Félix Apellido, Nombre del Codirector/a/e: Ramallo López, José Martín Lugar de desarrollo: Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) Áreas de conocimiento: Física y Astronomía Tipo de investigación: BásicaFacultad de Ciencias Exacta

Role of Intrinsic Atomic Features and Bonding Motifs from the Surface to the Deep Core on Multistate Emissive Properties of N,B-Codoped Carbon Dots

Controlling the fundamental photophysical properties of the heteroatom-doped luminescent carbon dots (CDs) has become a challenge due to the lack of fundamental understanding of the correlation between structural and optical properties. Here, we have synthesized green emissive nitrogen (N) doped and intense blue emissive nitrogen, boron (N,B) codoped carbon dots by a typical one-step microwave irradiation technique. To unveil the correlation between their intricate structural features and tunable emissive properties, we have carried out steady-state and time-resolved optical spectroscopy experiments, as well as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and synchrotron near K-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) measurements. We have observed the formation of a specific green emissive molecular domain on the surface of N-doped carbon dots which is almost absent in the NB-codoped sample. Although the core domains of both systems remain aromatic, their intrinsic atomic compositions and electronic structure were found to be different. Consequently, the simultaneous coexistence of B with N influences the electron delocalization and energy-level alignments, which eventually alter the overall photophysics of the codoped CDs.Fil: Pschunder, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Huergo, María Ana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Ramallo Lopez, Jose Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Kommula, Bramhaiah. Indian Institute of Science Education and Research; IndiaFil: Requejo, Felix Gregorio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Bhattacharyya, Santanu. Indian Institute of Science Education and Research; Indi

New Insights into the Growth Mechanism of Ultrathin Au Nanowires from Combined in Situ EXAFS and SAXS Studies

The synthesis of Au nanowires (NWs) in hexane solution of HAuCl₄·3H₂O, oleylamine and triisopropylsilane at room temperature was “in situ” monitored by means of X-ray absorption fine structure spectroscopies and small-angle X-ray scattering to determine, under identical synthesis conditions, both the changes in the oxidation state of gold atoms and the evolution of the size and shape of the objects involved in the formation of Au NWs. We propose a multistage process for the formation of the NWs: first, Au­(III) atoms form a planar-square geometry complex that is continuously reduced to give Au­(I) disk-like structures with diameters bigger than that of the final NWs. In a second stage, characteristic length/thickness ratio of these disk-like objects increases to form cylinders, presumably through aurophilic interactions between Au­(I) centers and stacking of the disks. When most of the Au atoms have been reduced to Au­(I), the reduction to Au(0) begins (third stage), and the NWs grow to form an hexagonal arrangement, separated by a bilayer of oleylamine molecules (fourth stage). Finally, a slow reduction leads the reaction to the final product, formed by bundles of long, ultrathin Au NWs