슈퇴버 과정

Stöber process

Stöber 공정은 재료 과학에 적용할 수 있도록 제어 가능하고 균일한[2] 크기의 실리카(SiO
2) 입자를[1] 준비하는 데 사용되는 화학 공정입니다.1968년 [1]Werner Stöber와 그의 팀에 의해 보고되었을 때 그것은[3] 선구적이었고, 오늘날 실리카 나노 [3]입자에 대한 가장 널리 사용되는 습식 화학 합성 접근법으로 남아있다.이것은 분자 전구체(일반적으로 테트라에틸규산염)가 알코올 용액에서 물과 먼저 반응한 다음, 그 결과 생성된 분자들이 결합되어 더 큰 구조를 만드는 솔-겔 과정의 한 예입니다.이 반응으로 조건에 따라 직경이 50~2000nm인 실리카 입자가 생성됩니다.이 과정은 발견 이후 활발하게 연구되어 왔으며, 그 동태와 메커니즘을 이해하기 위한 노력도 포함되어 있습니다. 입자 집합 모델은 초기에 가설화된 LaMer [5][6]모델보다 실험 데이터에[4] 더 적합한 것으로 확인되었습니다.새롭게 습득한 이해는 연구자들이 입자의 크기와 분포에 대해 고도의 통제력을 발휘하고 의도한 용도에 적합하도록 결과 물질의 물리적 특성을 미세 조정할 수 있게 해 주었다.

1999년에는 작은 [8]구멍이 있는 실리카 입자를 제어할 수 있는 2단계 수정이 보고되었다[7].이 과정은 표면 활성 분자의 존재 하에서 낮은 pH로 수행됩니다.가수분해 단계는 플루오르화나트륨을 첨가하여 응축 과정을 시작하기 전에 마이크로[9] 에멀젼의 형성과 함께 완료됩니다.비이온성 계면활성제는 연소되어 빈 모공을 생성하며, 표면적을 증가시키고 결과 입자의 표면 특성을 변화시켜 물질의 [7]물리적 특성을 훨씬 더 잘 제어할 수 있습니다.또한 고공성 모노리스,[10] 폴리스틸렌,[11] 사이클렌,[12] 폴리아민에 [13]기초한 셸 코어 입자, 탄소구 [14]등 보다 큰 기공 구조에 대한 개발 작업도 수행되었습니다.

Stöber 공정을 사용하여 생성된 실리카는 입자 크기의 [16]단분산성(균일성)으로 인해 콜로이드[15] 현상을 연구하는데 이상적인 재료이다.Stöber 공정을 사용하여 제조된 나노 입자는 세포 구조[17] 내로의 약물 전달 및 바이오센서 [18]제조를 포함한 응용 분야를 발견했다.다공질 실리카 슈퇴버 재료는 표면적이 높고 균일하고 조정 가능하며 높은 순서의 모공 구조로 인해 촉매[19] 작용 및 액체[20] 크로마토그래피에서 응용된다.에어로겔로 알려진 매우 효과적인 단열재는 Stöber [15]방법을 사용하여 준비할 수 있으며, 비실리카 에어로겔 시스템을 [21]준비하기 위해 Stöber 기술이 적용되었습니다.초임계 건조 기술을 적용하여 비 표면적이 7002 m g−1, 밀도가 0.040 g−3 cm인 Stöber silica aerogel을 [22]제조할 수 있습니다.NASA는 마스 패스파인더와 스타더스트 [23]미션 모두를 위해 슈테버 공정의 실리카 에어로겔을 준비했다.

원스텝 프로세스

Stöber 공정에서 TEOS의 가수분해 및 응축에 대한 간단한 표현

Stöber 공정은 Werner Stöber가 이끄는 팀에 의해 개발되어 [1]1968년에 보고한 단분산(균일한) 구형 실리카(SiO
2) 재료를 제조하기 위한 솔겔 접근법이다.Gerhard Kolbe의 1956년 박사학위 [24]논문에 기술된 연구의 진화 및 확장인 이 과정은 50여 년이 [3]지난 지금도 여전히 광범위하게 적용되고 있는 혁신적인 발견이었다.실리카 전구체 테트라에틸 오르토실리케이트(Si(OEt,
4 TEOS)는 암모니아가 [1][25]촉매로 존재하는[clarification needed] 경우 알코올(일반적으로 메탄올 또는 에탄올)에서 가수 분해됩니다.

이 반응은 에탄올과 에톡시실라놀의 혼합물(예: Si(OEt)
3OH, Si(OEt)(
2OH),
2 심지어 Si(OH))
4를 생성하며, 이 혼합물은 알코올이나 수분 [25]손실과 함께 TEOS 또는 다른 실라놀과 응축될 수 있습니다.

에톡시기의 추가적인 가수분해와 그에 따른 응축은 가교로 이어진다.단일 [1]반응용기에서 가수분해 반응과 응축 반응이 함께 일어나므로 1단계 공정이다.

이 공정은 50~2000nm의 직경을 가진 콜로이드 실리카의 미세한 입자를 제공합니다. 입자 크기는 반응물 농도, 촉매 [2]및 온도와 같은 조건에 따라 결정되는 분포와 상당히 균일합니다.물과 암모니아 농도가 높아지면 더 큰 입자가 형성되지만 입자 크기 분포가 [26]넓어집니다.TEOS의 초기 농도는 결과 입자의 크기에 반비례합니다. 따라서 평균적으로 농도가 높을수록 핵 형성 부위의 수가 많아지지만 크기가 더 많이 확산됩니다.초기 전구체 농도가 너무 [26]높으면 불규칙한 형태의 입자가 발생할 수 있다.이 과정은 온도에 따라 달라지며 냉각(따라서 반응 속도가 느림)으로 인해 평균 입자 크기가 단조롭게 증가하지만 크기 분포에 대한 제어는 지나치게 낮은 [2]온도에서 유지될 수 없습니다.

2단계 프로세스

1999년 Cédric Boissiére와 그의 팀은 낮은 pH(1 – 4)에서의 가수분해가 플루오르화나트륨([7]NaF) 첨가에 의해 응축 반응이 시작되기 전에 완료되는 2단계 공정을 개발했다.2단계 절차는 궁극적으로 메소폴러스 실리카 [8]입자를 생성하기 위한 비이온성 계면활성제 템플릿을 추가하는 것을 포함한다.가수분해 반응과 응축 반응을 배열하는 주요 장점은 계면활성제와 전구체 TEOS 혼합물의 완전한 균질성을 보장하는 능력이다.따라서 제품 입자의 직경 및 모양과 공극 사이즈는 반응속도 및 도입된 플루오르화나트륨의 양만으로 결정되므로 상대적으로 불소수치가 높을수록 핵생성 부위가 많아지고 [7]입자가 작아진다.가수분해 및 응축 프로세스를 분리하면 1단계 Stöber 공정에서 제공하는 것보다 훨씬 우수한 제품 제어 수준을 얻을 수 있으며, 입경은 불화나트륨 대 TEOS [7]비율에 의해 거의 완전히 제어됩니다.

2단계 Stöber 공정은 TEOS, 물,[9] 알코올 및 염산을 첨가하여 미세 에멀젼을 생성하는 비이온 계면 활성제의 혼합으로 시작합니다.이 용액은 1단계 Stöber 공정에서와 마찬가지로 가수분해가 완료될 때까지 유지되지만 염산이 암모니아를 촉매로 대체한다.생성된 균질 용액에 플루오르화나트륨이 첨가되어 핵생성 [7]씨앗 역할을 함으로써 응축 반응을 일으킨다.이 실리카 입자는 여과에 의해 수집되고 연소에 의해 비이온 계면활성제 템플릿을 제거하기 위해 소성되어 메소폴러스 실리카 생성물이 생성됩니다.

공정 조건을 선택하면 원스텝 접근의 [8]경우와 같이 모공 크기, 입경 및 이들의 분포를 제어할 수 있습니다.개질공정에서의 다공성은 팽창제 도입, 온도 선택 및 불화나트륨 촉매 첨가량을 통해 제어할 수 있다.팽창제(예를 들어 메티넨)는 용매 흡수에 의해 부피 및 모공 크기를 증가시키지만 시스템 [9]내 용해도(solvenability)에 의해 제한된다.모공 크기는 온도와 직접적으로 [7]달라지며, 계면활성제 구름점과 물의 끓는점 중 낮은 점에 의해 제한된다.플루오르화나트륨 농도는 직접적이지만 비선형적인 다공성 변화를 일으키며, 첨가된 플루오르화물 농도가 [27]상한에 도달하는 경향이 있을수록 효과가 감소합니다.

동력학

하이드로솔[5] 형성의 역학을 위한 LaMer 모델은 단분산 [28]시스템의 생산에 널리 적용 가능하며, 원래 Stöber 과정은 이 단량체 첨가 [6]모델을 따른다는 가설이 있었다.이 모델은 모든 입자 성장 부위를 형성하는 핵생성의 빠른 폭발을 포함하며, 핵생성 [29]부위로의 트리에틸실라놀 단량체 축합을 위한 속도 제한 단계로서 가수 분해를 진행한다.단분산 입자 크기의 생산은 TEOS의 [30]확산 제한 질량 전달의 결과로 더 큰 입자에 더 느린 속도로 발생하는 단량체 첨가에 기인한다.그러나, 실험 증거는 가수 분해 TEOS의 농도가 반응 후반까지 핵 형성에 필요한 농도 이상이며, 종자 성장 핵의 도입은 단량체 첨가 과정의 역학과 일치하지 않는다는 것을 보여준다.결과적으로, LaMer 모델은 입자 [4]집적을 통한 성장에 기초한 운동 모델을 선호하여 거부되었다.

집합 기반 모델에서는 핵생성 부위가 지속적으로 생성되고 결합이 입자 [31]성장으로 이어지는 곳에서 흡수됩니다.핵생성 부위의 생성과 병합 입자 간의 상호작용 에너지가 [32]반응의 전반적인 동역학을 좌우한다.핵생성 부위의 생성은 [31]다음 방정식을 따릅니다.

여기서 J는 핵생성 속도이고1 k와2 k는 HO와3 NH의2 농도에 기초한 속도 상수이며s g는 실리카 전구체의 양에 기초한 정규화 계수이다.이러한 화합물의 농도 비율을 조절하는 것은 핵 형성 부위가 [31]생성되는 속도에 직접적인 영향을 미친다.

입자 간 핵 형성 부위의 병합은 그들의 상호작용 에너지에 의해 영향을 받는다.총 상호작용 에너지는 세 가지 힘에 의존합니다: 같은 전하의 정전기 반발, 입자 간의 반데르발스 인력, [32]용매화의 효과.이러한 상호작용 에너지(아래의 등가)는 입자 집적 과정을 설명하고 Stöber 프로세스가 크기가 균일한 입자를 생성하는 이유를 보여줍니다.

반데르발스 흡인력은 다음 [32]방정식에 의해 제어된다.

여기서H A는 Hamaker 상수, R은 두 입자의 중심 간 거리1, a는2 두 입자의 반지름입니다.정전 반발력의 경우 방정식은 다음과 같다.[32]

여기서 = tanh⁡ k B + 1 - a+ ( + 1 ) 2 e 0 k ( \ displaystyle _ { i } =8 \ {{ e \ \ { 0 } { 0 } } } { 4 } } } { 4 } { 4 }

여기서 θ는 매체의 유전율, k는B 볼츠만 상수, e는 소전하, T는 절대온도, θ는 1:1 전해질의 역데바이 길이, x는 입자 사이의 (가변) 거리, θ는0 표면전위이다.총 상호작용 에너지의 최종 구성요소는 다음과 같은 [32]용매 반발력이다.

여기서s A는 전지수 계수(1.5 × 10−3 Jm−2), L은 붕괴 길이(1 × 10−9 m)이다.

이 제어된 성장 집적 모델은 소각 X선 산란 기법의[33] 실험 관찰 결과와 일치하며 초기 조건을 기반으로 입자 크기를 정확하게 예측한다.또한 미세 중력[34] 분석 및 가변 pH 분석을[35] 포함한 기법의 실험 데이터는 총 성장 모델의 예측과 일치합니다.

형태학적 변이

반응 혼합물에 화학 화합물을 첨가함으로써 Stöber 프로세스를 사용하여 몇 가지 다른 구조 및 조성 모티브를 만들 수 있다.이러한 첨가제는 반응 중 또는 반응 후에 화학 및/또는 물리적 수단을 통해 실리카와 상호작용할 수 있으며, 실리카 입자의 형태에 상당한 변화를 일으킨다.

중공성 실리카

메소폴러스 실리카 나노 입자의 TEM 이미지

1단계 Stöber 공정은 반응 혼합물에 계면활성제 템플릿을 추가하고 생성된 입자를 [36]소성함으로써 다공질 실리카를 제조하도록 수정될 수 있다.지금까지 사용된 계면활성제로는 [37]브롬화세틸리모늄, [38]염화세틸트리메틸암모늄, 글리세롤 [39]등이 있다.계면활성제는 소수성 내부와 친수성 표면을 가진 미셀류(micelles)를 형성하며, 그 주변에서 실리카 네트워크가 성장하여 계면활성제 및 용제가 채워진 [40]채널을 가진 입자를 생성한다.고체를 소성하면 오른쪽 [36][40]그림과 같이 연소 및/또는 증발로 계면활성제 및 용제 분자가 제거되어 구조 전체에 메소포어 공간이 남습니다.

계면활성제 농도를 변화시키면 모공의 직경 및 부피를 제어할 수 있으며, 따라서 제품 [37]재료의 표면적을 제어할 수 있습니다.계면활성제의 양이 증가하면 전체 모공 부피와 입자 표면적이 증가하지만 개별 모공 직경은 [38]변경되지 않습니다.모공 직경을 변경하는 것은 계면활성제 농도와 비교하여 사용되는 암모니아 양을 변화시킴으로써 달성할 수 있습니다. 추가 암모니아는 모공의 직경이 더 커지지만 총 모공 부피와 입자 표면적이 [37]그에 따라 감소합니다.반응이 진행되는 데 걸리는 시간은 다공성에도 영향을 미치며 반응 시간이 길수록 전체 모공 부피와 입자 표면적이 증가합니다.반응 시간이 길면 전체 실리카 입자 크기가 증가하고 크기 [37]분포의 균일성이 감소합니다.

대홍색 단석

프로세스에 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 추가하면 실리카 입자가 고공성 연속 블록으로 응집되어 단일 [10]형태에 접근할 수 있습니다.분자량이 2000gmol−1 이상인 알릴 또는 실릴 말단기를 가진 PEG 중합체가 필요하다.Stöber 프로세스는 중성 pH 조건에서 시작되므로 PEG 폴리머가 성장하는 입자 외부에 모여 안정성을 제공합니다.골재가 충분히 크면 PEG 체인 [10]간의 "접착성 골재"에 의해 PEG 안정화 입자가 접촉하여 불가역적으로 융합됩니다.이는 모든 입자가 완전히 응집되어 모노리스가 형성될 때까지 계속되며, 모노리스는 소성되고 PEG가 제거되어 매크로폴러스의 실리카 모노리스가 될 수 있습니다.PEG의 분자량 및 농도를 변화시킴으로써 입경 및 점착 집적을 제어할 수 있다.

셸 코어 입자

Stöber 공정에는 폴리스틸렌,[11] 사이클렌 [12]및 폴리아민을 [13]포함한 여러 첨가제를 사용하여 셸 코어 실리카 입자를 생성할 수 있습니다.셸 코어 모폴로지에는 두 가지 구성이 설명되어 있습니다.하나는 폴리스티렌 등의 대체재료의 외피를 가진 실리카 코어입니다.두 번째는 폴리아민과 같은 형태학적으로 다른 핵을 가진 실리카 껍질이다.

폴리스틸렌/실리카 코어 복합 입자의 생성은 1단계 Stöber 프로세스를 통해 실리카 코어를 생성하는 것으로 시작됩니다.일단 형성된 입자는 표면 실라놀기와 [11]반응하도록 제안되는 올레산으로 처리된다.스티렌은 지방산 변성 실리카 코어 주변에서 중합된다.실리카 코어의 크기 분포에 의해 그 주위에 균등하게 스티렌 중합되어 복합입자가 [11]같은 크기로 형성된다.

사이클린과 다른 폴리아민 배위자로 만들어진 실리카 껍질 입자는 매우 다른 방식으로 생성된다.폴리아민은 TEOS [13]전구체와 함께 초기 단계에서 Stöber 반응에 추가됩니다.이러한 배위자는 TEOS 전구체와 상호작용하여 가수분해 속도를 증가시키지만, 결과적으로 실리카 콜로이드로 [12]통합된다.리간드는 TEOS의 가수 분해 말단 그룹과 상호작용하는 전자의 단일 쌍을 포함하는 여러 질소 부위가 있습니다.그 결과 실리카는 이들을 봉입하는 리간드 주위에 응축된다.이어서 실리카/리간드 캡슐이 서로 달라붙어 더 큰 입자를 만듭니다.반응에 의해 모든 배위자가 소비되면 나머지 TEOS가 실리카/리간드 나노입자 바깥쪽에 모여 고체 실리카 [12]외피를 형성합니다.생성된 입자는 고체 실리카 쉘과 실리카로 싸인 리간드의 내부 코어를 가지고 있습니다.입자 코어 및 쉘의 크기는 [13]반응에 추가된 초기 농도와 함께 리간드의 형태를 선택하여 제어할 수 있습니다.

탄소구

실리카 [14]전구체 대신 레조르시놀-포름알데히드 수지를 사용하여 단분산 탄소구를 생성하기 위해 Stöber양 공정을 사용했다.수정된 공정을 통해 표면이 매끄럽고 직경이 200~[14]1000nm인 탄소 구를 생성할 수 있습니다.이 반응은 실리카계 Stöber 공정과 달리 중성 pH에서 완료되며, 암모니아는 자기접착과 응집을 방지하고 [41]촉매 역할을 함으로써 개별 탄소 입자를 안정시키는 역할을 한다.

장점과 응용 프로그램

에어로겔 블록, 촉감이 매우 가벼운 스티로폼 느낌의 '솔리드 블루 스모크'[42]

Stöber 공정의 주요 장점 중 하나는 거의 [16]단분산에 가까운 실리카 입자를 생산할 수 있다는 점이며, 따라서 콜로이드 [15]현상을 연구하는데 이상적인 모델을 제공합니다.이는 처음 발표되었을 때 크기가 제어된 구형 단분산 실리카 입자의 합성을 가능하게 하는 선구적인 발견이었으며, 2015년에는 실리카 나노 [3]입자에 대한 가장 널리 사용되는 습식 화학 접근법으로 남아 있다.

이 과정은 세포 내 약물[17] 전달 및 바이오센싱을 [18]포함한 응용 분야를 위해 실리카 나노 입자를 준비하기 위한 편리한 접근 방식을 제공합니다.변형된 Stöber 공정에 의해 제조된 메소폴러스 실리카 나노 입자는 촉매[19] 작용 및 액체 크로마토그래피 [20]분야에서 응용된다.단분산성뿐만 아니라, 이러한 재료는 표면적이 매우 크고 균일하고 조정 가능하며 순서가 높은 모공 [20]구조를 가지고 있어 이러한 용도에 고유한 매력을 지닌다.

STS-46이 에어로겔[23] 블록에서 발사한 유럽항공우주국(EURCA) 우주선이 포착한 10μm 유성 입자
이 나사 실리카 에어로겔은[23] 분젠 버너 [43]불꽃으로부터 크레용을 보호할 수 있을 만큼 강력한 단열재입니다.

에어로겔스

에어로겔은 겔의 액체 성분이 [44]기체로 대체된 다공질 초경량 물질로 밀도가 [46]매우 낮은 매우 효과적인 단열재라는[43][45] 점에서 주목할 만하다.에어로겔은 다양한 방법으로 제조할 수 있으며, 대부분은 실리카에 [45]기초하고 있지만, 지르코니아, 티타니아, 셀룰로오스, 폴리우레탄 및 레조르시놀을 기반으로 하는 물질(포름알데히드 시스템)이 보고되고 탐구되었습니다.[47]실리카 기반 에어로겔의 가장 큰 단점은 나사가 화성탐사선,[48] 화성탐사선, 화성탐사선, 그리고 그것들은 단열 담요와 반투명 주간 조명 [45]패널을 위한 유리판 사이에 상업적으로 사용되었지만, 깨지기 쉽다는 것이다.Stöber 공정에 의해 제조된 미립자 겔은 빠르게 탈수되어 매우 효과적인 실리카 에어로겔과 [15]제로겔을 생성할 수 있습니다.주요 단계는 초임계 유체 추출을 사용하여 겔에서 물을 제거하는 동시에 겔 구조를 유지하는 것입니다. 겔 구조는 NASA와 [23]같이 일반적으로 [45]초임계 이산화탄소로 수행됩니다.결과적으로 생성되는 에어로겔은 매우 작은 기공(나노미터 범위)에 높은 다공성 때문에 매우 효과적인 단열재입니다.기체상에서의 열전도성이 떨어지고 구조체에서의 공기분자의 이동을 크게 억제하기 때문에 에어로겔에 놓여 있는 크레용이 [43]녹지 않을 정도로 분젠 버너로부터의 열이 잘 전달되지 않는 오른쪽 이미지에서 알 수 있듯이 재료에 의한 열전달이 [45]원활하지 않다.또한 에어로겔은 밀도가 낮기 때문에 스타더스트 [23]임무의 일환으로 열 변화를 최소화하면서(입자의 열로 인한 변화를 방지하기 위해) 성간 먼지 입자를 포착하는 데 사용되었습니다.

실리카 에어로겔을 생산하는 한 가지 방법은 변형된 Stöber 공정과 초임계 건조법을 사용합니다.제품은 Rayleigh 산란의 결과로 파란색 색조와 함께 반투명하게 보입니다. 광원 앞에 두면 Mie [22]산란으로 인해 노란색이 됩니다.이 에어로겔은 표면적이 700mg2−1, 밀도가 0.040gcm이다−3.[22] 반대로 공기 밀도는 0.0012gcm−3(15°C 및 1atm)이다.

실리카 에어로겔은 2011년 최고의 단열재와 최저 밀도의 고체 등 15개의 재료 특성을 기네스 세계기록에 올렸습니다. 그러나 [49]에어로그래피사이트는 2012년에 기네스 세계기록에 이름을 올렸습니다.

실온 공기의 13%[50][51]에 불과한 밀도로 헬륨 가스보다 밀도가 낮은 에어로그래핀은 2013년에 개발된 고형물 중 가장 낮은 밀도로 기록되었습니다.비실리카 [21]시스템의 에어로겔 준비에 슈테버와 유사한 방법이 적용되었다.NASA는 구조를 [48]강화하기 위해 폴리머 코팅이 된 실리카 에어로겔을 개발했으며, 동일한 밀도에 대해 대략 2단계 더 강한 재료를 생산했습니다. 또한 유연하고 구부릴 수 있는 [45]박막으로 형성될 수 있는 폴리머 에어로겔도 개발했습니다.

콜로이드 실리카

콜로이드 실리카는 금속 주물에 널리 사용된다.

합성 오팔

Stöber 공정은 광택이 나는 오팔 미네랄로이드를 [a][52][53]성장시키기 위해 구형 입자를 생성하기 위해 사용될 수 있다.

메모들

  1. ^ 적어도 두 개의 연구가 보고되었다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e Stöber, Werner; Fink, Arthur; Bohn, Ernst (January 1968). "Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range". Journal of Colloid and Interface Science. 26 (1): 62–69. Bibcode:1968JCIS...26...62S. doi:10.1016/0021-9797(68)90272-5.
  2. ^ a b c Bogush, G.H.; Tracy, M.A.; Zukoski, C.F. (August 1988). "Preparation of monodisperse silica particles: Control of size and mass fraction". Journal of Non-Crystalline Solids. 104 (1): 95–106. Bibcode:1988JNCS..104...95B. CiteSeerX 10.1.1.471.9863. doi:10.1016/0022-3093(88)90187-1.
  3. ^ a b c d Kicklebick, Guido (2015). "Nanoparticles and Composites". In Levy, David; Zayat, Marcos (eds.). The Sol-Gel Handbook: Synthesis, Characterization and Applications. Vol. 3. John Wiley & Sons. pp. 227–244. ISBN 9783527334865.
  4. ^ a b Bogush, G.H; Zukoski, C.F (March 1991). "Studies of the kinetics of the precipitation of uniform silica particles through the hydrolysis and condensation of silicon alkoxides". Journal of Colloid and Interface Science. 142 (1): 1–18. Bibcode:1991JCIS..142....1B. doi:10.1016/0021-9797(91)90029-8.
  5. ^ a b LaMer, Victor K.; Dinegar, Robert H. (1950). "Theory, Production and Mechanism of Formation of Monodispersed Hydrosols". J. Am. Chem. Soc. 72 (11): 4847–4854. doi:10.1021/ja01167a001.
  6. ^ a b Matsoukas, T; Gulari, Erdogan (July 1988). "Dynamics of growth of silica particles from ammonia-catalyzed hydrolysis of tetra-ethyl-orthosilicate". Journal of Colloid and Interface Science. 124 (1): 252–261. Bibcode:1988JCIS..124..252M. doi:10.1016/0021-9797(88)90346-3. hdl:2027.42/27243.
  7. ^ a b c d e f g Boissière, Cédric; van der Lee, Arie; Mansouri, Abdeslam El; Larbot, André; Prouzet, Eric (1999). "A double step synthesis of mesoporous micrometric spherical MSU-X silica particles". Chemical Communications (20): 2047–2048. doi:10.1039/A906509A.
  8. ^ a b c Boissière, Cédric; Larbot, André; van der Lee, Arie; Kooyman, Patricia J.; Prouzet, Eric (October 2000). "A New Synthesis of Mesoporous MSU-X Silica Controlled by a Two-Step Pathway". Chemistry of Materials. 12 (10): 2902–2913. doi:10.1021/cm991188s.
  9. ^ a b c Prouzet, Éric; Boissière, Cédric (March 2005). "A review on the synthesis, structure and applications in separation processes of mesoporous MSU-X silica obtained with the two-step process". Comptes Rendus Chimie. 8 (3–4): 579–596. doi:10.1016/j.crci.2004.09.011.
  10. ^ a b c Cademartiri, Rebecca; Brook, Michael A.; Pelton, Robert; Brennan, John D. (2009). "Macroporous silica using a "sticky" Stöber process". Journal of Materials Chemistry. 19 (11): 1583. doi:10.1039/B815447C. S2CID 94969948.
  11. ^ a b c d Ding, Xuefeng; Zhao, Jingzhe; Liu, Yanhua; Zhang, Hengbin; Wang, Zichen (October 2004). "Silica nanoparticles encapsulated by polystyrene via surface grafting and in situ emulsion polymerization". Materials Letters. 58 (25): 3126–3130. doi:10.1016/j.matlet.2004.06.003.
  12. ^ a b c d Masse, Sylvie; Laurent, Guillaume; Coradin, Thibaud (2009). "Influence of cyclic polyamines on silica formation during the Stöber process". Physical Chemistry Chemical Physics. 11 (43): 10204–10. Bibcode:2009PCCP...1110204M. doi:10.1039/B915428K. PMID 19865778. S2CID 37342876.
  13. ^ a b c d Masse, Sylvie; Laurent, Guillaume; Chuburu, Françoise; Cadiou, Cyril; Déchamps, Isabelle; Coradin, Thibaud (April 2008). "Modification of the Stöber Process by a Polyazamacrocycle Leading to Unusual Core−Shell Silica Nanoparticles". Langmuir. 24 (8): 4026–4031. doi:10.1021/la703828v. PMID 18303930.
  14. ^ a b c Liu, Jian; Qiao, Shi Zhang; Liu, Hao; Chen, Jun; Orpe, Ajay; Zhao, Dongyuan; Lu, Gao Qing Max (20 June 2011). "Extension of The Stöber Method to the Preparation of Monodisperse Resorcinol-Formaldehyde Resin Polymer and Carbon Spheres". Angewandte Chemie International Edition. 50 (26): 5947–5951. doi:10.1002/anie.201102011. PMID 21630403.
  15. ^ a b c d Berg, John C. (2009). "Colloidal Systems: Phenomenology and Characterization". An Introduction to Interfaces and Colloids: The Bridge to Nanoscience. World Scientific Publishing. pp. 367–368, 452–454. Bibcode:2009iicb.book.....B. ISBN 9789813100985.
  16. ^ a b Boday, Dylan J.; Wertz, Jason T.; Kuczynski, Joseph P. (2015). "Functionalization of Silica Nanoparticles for Corrosion Prevention of Underlying Metal". In Kong, Eric S. W. (ed.). Nanomaterials, Polymers and Devices: Materials Functionalization and Device Fabrication. John Wiley & Sons. pp. 121–140. ISBN 9781118866955.
  17. ^ a b Quignard, Sandrine; Masse, Sylvie; Coradin, Thibaud (2011). "Silica-Based Nanoparticles for Intracellular Drug Delivery". In Prokop, Ales (ed.). Intracellular Delivery: Fundamentals and Applications. Springer Science & Business Media. pp. 333–361. doi:10.1007/978-94-007-1248-5_12. ISBN 9789400712485.
  18. ^ a b Ju, Huangxian; Xueji, Zhang; Wang, Joseph (2011). "Biosensors Based on Sol-Gel Nanoparticle Matrices". NanoBiosensing: Principles, Development and Application. Springer Science & Business Media. pp. 305–332. doi:10.1007/978-1-4419-9622-0_10. ISBN 9781441996220.
  19. ^ a b Giraldo, L. F.; López, B. L.; Pérez, L.; Urrego, S.; Sierra, L.; Mesa, M. (November 2007). "Mesoporous Silica Applications". Macromolecular Symposia. 258 (1): 129–141. doi:10.1002/masy.200751215.
  20. ^ a b c Pinnavaia, T.J.; Sayari, Abdel; Jaroniec, M. (14 April 2000). Nanoporous Materials II. Elsevier. pp. 747–55. ISBN 978-0-08-053726-9.
  21. ^ a b Qiu, Bocheng; Xing, Mingyang; Zhang, Jinlong (2015). "Stöber-like method to synthesize ultralight, porous, stretchable Fe2O3/graphene aerogels for excellent performance in photo-Fenton reaction and electrochemical capacitors". J. Mater. Chem. A. 3 (24): 12820–12827. doi:10.1039/C5TA02675J.
  22. ^ a b c Steiner, Stephen. "Silica Aerogel (TEOS, Base-Catalyzed)". aerogel.org. Retrieved 21 November 2016.
  23. ^ a b c d e "Aerogel". NASA Stardust mission. Jet Propulsion Laboratory, NASA. 31 March 2005. Retrieved 11 December 2016. Aerogel is made by high temperature and pressure-critical-point drying of a gel composed of colloidal silica structural units filled with solvents. Aerogel was prepared and flight qualified at the Jet Propulsion Laboratory (JPL). JPL also produced aerogel for the Mars Pathfinder and Stardust missions.
  24. ^ Kolbe, Gerhard (1956). Das Komplexchemische Verhalten der Kieselsäure (Ph.D.) (in German). Friedrich-Schiller-Universität Jena.
  25. ^ a b Van Blaaderen, A; Van Geest, J; Vrij, A (December 1992). "Monodisperse colloidal silica spheres from tetraalkoxysilanes: Particle formation and growth mechanism". Journal of Colloid and Interface Science. 154 (2): 481–501. Bibcode:1992JCIS..154..481V. CiteSeerX 10.1.1.531.1922. doi:10.1016/0021-9797(92)90163-G.
  26. ^ a b Van Helden, A.K.; Jansen, J.W.; Vrij, A. (June 1981). "Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueous solvents". Journal of Colloid and Interface Science. 81 (2): 354–368. Bibcode:1981JCIS...81..354V. doi:10.1016/0021-9797(81)90417-3.
  27. ^ Boissière, Cédric; Larbot, André; Bourgaux, Claudie; Prouzet, Eric; Bunton, Clifford A. (October 2001). "A Study of the Assembly Mechanism of the Mesoporous MSU-X Silica Two-Step Synthesis". Chemistry of Materials. 13 (10): 3580–3586. doi:10.1021/cm011031b.
  28. ^ Sugimoto, Tadao (2006). "Nucleation and Growth of Monodispersed Particles: Mechanisms". In Somasundaran, P. (ed.). Encyclopedia of Surface and Colloid Science. Vol. 7 (2nd ed.). CRC Press. pp. 4257–4270. ISBN 9780849395741.
  29. ^ Matsoukas, Themis; Gulari, Erdogan (October 1989). "Monomer-addition growth with a slow initiation step: A growth model for silica particles from alkoxides". Journal of Colloid and Interface Science. 132 (1): 13–21. Bibcode:1989JCIS..132...13M. doi:10.1016/0021-9797(89)90210-5. hdl:2027.42/27723.
  30. ^ Matsoukas, Themis; Gulari, Erdogan (September 1991). "Self-sharpening distributions revisited—polydispersity in growth by monomer addition". Journal of Colloid and Interface Science. 145 (2): 557–562. Bibcode:1991JCIS..145..557M. doi:10.1016/0021-9797(91)90385-L.
  31. ^ a b c Bogush, G.H; Zukoski, C.F (March 1991). "Uniform silica particle precipitation: An aggregative growth model". Journal of Colloid and Interface Science. 142 (1): 19–34. Bibcode:1991JCIS..142...19B. doi:10.1016/0021-9797(91)90030-C.
  32. ^ a b c d e Lee, Kangtaek; Sathyagal, Arun N.; McCormick, Alon V. (December 1998). "A closer look at an aggregation model of the Stöber process". Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 144 (1–3): 115–125. doi:10.1016/S0927-7757(98)00566-4.
  33. ^ Boukari, H.; Lin, J.S.; Harris, M.T. (October 1997). "Small-Angle X-Ray Scattering Study of the Formation of Colloidal Silica Particles from Alkoxides: Primary Particles or Not?". Journal of Colloid and Interface Science. 194 (2): 311–318. Bibcode:1997JCIS..194..311B. doi:10.1006/jcis.1997.5112. PMID 9398411.
  34. ^ Smith, David D.; Sibille, Laurent; Cronise, Raymond J.; Hunt, Arlon J.; Oldenburg, Steven J.; Wolfe, Daniel; Halas, Naomi J. (December 2000). "Effect of Microgravity on the Growth of Silica Nanostructures". Langmuir. 16 (26): 10055–10060. doi:10.1021/la000643s. hdl:2060/20010057257. S2CID 97817904.
  35. ^ Vogelsberger, Wolfram; Seidel, Andreas; Breyer, Tilo (April 2002). "Kinetics of Sol Particle Formation as a Function of pH Studied by Viscosity Measurements in Silica Solutions". Langmuir. 18 (8): 3027–3033. doi:10.1021/la0114878.
  36. ^ a b Grün, Michael; Lauer, Iris; Unger, Klaus K. (March 1997). "The synthesis of micrometer- and submicrometer-size spheres of ordered mesoporous oxide MCM-41". Advanced Materials. 9 (3): 254–257. doi:10.1002/adma.19970090317. S2CID 135537204.
  37. ^ a b c d Liu, Shiquan; Lu, Lingchao; Yang, Zhongxi; Cool, Pegie; Vansant, Etienne F. (June 2006). "Further investigations on the modified Stöber method for spherical MCM-41". Materials Chemistry and Physics. 97 (2–3): 203–206. doi:10.1016/j.matchemphys.2005.09.003.
  38. ^ a b Kambara, Kumiko; Shimura, Naoki; Ogawa, Makoto (2007). "Larger Scale Syntheses of Surfactant-Templated Nanoporous Silica Spherical Particles by the Stöber Method". Journal of the Ceramic Society of Japan. 115 (1341): 315–318. doi:10.2109/jcersj.115.315.
  39. ^ Vacassy, R.; Flatt, R.J.; Hofmann, H.; Choi, K.S.; Singh, R.K. (July 2000). "Synthesis of Microporous Silica Spheres". Journal of Colloid and Interface Science. 227 (2): 302–315. Bibcode:2000JCIS..227..302V. doi:10.1006/jcis.2000.6860. PMID 10873314.
  40. ^ a b Herd, Heather; Ghandehari, Hamidreza (2016). "Synthetic and Toxicological Characteristics of Silica Nanomaterials for Imaging and Drug Delivery Applications". In Sitharaman, Balaji (ed.). Nanobiomaterials Handbook. CRC Press. p. 6-4. ISBN 9781420094671.
  41. ^ Lu, An-Hui; Hao, Guang-Ping; Sun, Qiang (19 September 2011). "Can Carbon Spheres Be Created through the Stöber Method?". Angewandte Chemie International Edition. 50 (39): 9023–9025. doi:10.1002/anie.201103514. PMID 21919134.
  42. ^ "Aerogel – Mystifying Blue Smoke" (PDF). Jet Propulsion Laboratory, NASA. Retrieved 23 November 2016.
  43. ^ a b c "Aerogels Insulate Against Extreme Temperatures". NASA Spinoff Technology Transfer Program. 2010. Retrieved 11 December 2016.
  44. ^ Definitions of terms relating to the structure and processing of sols, gels, networks, and inorganic-organic hybrid materials (IUPAC Recommendations 2007). Pure and Applied Chemistry. Vol. 79. 2007. pp. 1801–1829. doi:10.1351/goldbook.A00173. ISBN 978-0-9678550-9-7.
  45. ^ a b c d e f Woods, Tori (28 July 2011). "Aerogels: Thinner, Lighter, Stronger". Glenn Research Center, NASA. Retrieved 22 November 2016.
  46. ^ NASA (7 May 2002). "Guinness Records Names JPL's Aerogel World's Lightest Solid". Jet Propulsion Laboratory. Archived from the original on 25 May 2009. Retrieved 25 May 2009.
  47. ^ Aegerter, Michel A.; Leventis, Nicholas; Koebel, Matthias M., eds. (2011). Aerogels Handbook. Advances in Sol-Gel Derived Materials and Technologies. Springer Science & Business Media. ISBN 9781441975898.
  48. ^ a b Meador, Mary Ann B. (2011). "Improving Elastic Properties of Polymer-Reinforced Aerogels". In Aegerter, Michel A.; Leventis, Nicholas; Koebel, Matthias M. (eds.). Aerogels Handbook. Advances in Sol-Gel Derived Materials and Technologies. Springer Science & Business Media. pp. 315–334. doi:10.1007/978-1-4419-75898-8_15 (inactive 31 July 2022). ISBN 9781441975898.{{cite book}}: CS1 유지 : 2022년 7월 현재 DOI 비활성화 (링크)
  49. ^ Mecklenburg, Matthias (2012). "Aerographite: Ultra Lightweight, Flexible Nanowall, Carbon Microtube Material with Outstanding Mechanical Performance". Advanced Materials. 24 (26): 3486–3490. doi:10.1002/adma.201200491. PMID 22688858. S2CID 2787227.
  50. ^ "Ultra-light Aerogel Produced at a Zhejiang University Lab". Zhejiang University. 19 March 2013. Archived from the original on 23 May 2013. Retrieved 21 November 2016.
  51. ^ Whitwam, Ryan (26 March 2013). "Graphene aerogel is world's lightest material". geek.com. Archived from the original on 27 March 2013. Retrieved 21 November 2016.
  52. ^ Gao, Weihong; Rigout, Muriel; Owens, Huw (December 2016). "Facile control of silica nanoparticles using a novel solvent varying method for the fabrication of artificial opal photonic crystals". Journal of Nanoparticle Research. 18 (12): 387. doi:10.1007/s11051-016-3691-8. ISSN 1388-0764. PMC 5161756. PMID 28042282.
  53. ^ E. Anachkov, Svetoslav; Vasileva Tsanova, Penka (October 2009), Preparation of two-dimensional direct opals by controlled assembly of silica spheres