Modified Hyperbranched Polyglycerol sebagai Dispersant untuk Kontrol Ukuran dan Stabilisasi Nanopartikel Emas dalam Hidrokarbon
Abstrak
Poligliserol bercabang (HPG) dimodifikasi dengan dodecanethiol (DS) melalui reaksi klik “tiol−ena” untuk mendapatkan produk DSHPG amfifilik. Struktur molekul sampel DSHPG dicirikan oleh NMR, FTIR, dan GPC, dan perilaku termal dicirikan oleh DSC dan TGA. Nanopartikel emas (Au NPs) disiapkan dengan DSHPG sebagai penstabil dan reagen modifikasi permukaan. Ukuran NP Au dapat disetel dengan mengubah berat molekul HPG. Diamati bahwa berat molekul HPG 1123, 3826, dan 55.075 mengarah ke diameter NP masing-masing 4,1 nm untuk Au@DSSHPG-1, 9,7 nm untuk Au@DSHPG-2, dan 15,1 nm untuk Au@DSSHPG-3 . Morfologi dan ukuran Au NP dicirikan oleh TEM dan DLS. Khususnya, kemampuan dispersi Au NP dalam pelarut murni dan campuran ko-pelarut yang berbeda diselidiki. Rantai alkil yang panjang pada DSHPG memberikan kemampuan NP Au untuk terdispersi dengan baik dalam pelarut nonpolar. Nanofluida berbasis hidrokarbon dapat diperoleh dari NP Au hidrofobik yang terdispersi menjadi serangkaian hidrokarbon. Stabilitas dispersi untuk Au NP dalam hidrokarbon dipantau dengan spektroskopi UV-Vis, dan konsentrasi relatif Au NP diamati masih mempertahankan lebih dari 80% setelah 3600 jam.
Latar Belakang
Karena kepadatan energi yang tinggi dan heat sink yang tinggi, bahan bakar hidrokarbon endotermik telah memainkan peran penting dalam bidang kedirgantaraan. Mereka dapat digunakan sebagai pendingin yang mudah terbakar di mesin untuk memberikan efek pendinginan regeneratif ke pesawat. Perengkahan katalitik merupakan pendekatan yang efektif untuk meningkatkan kemampuan endotermik bahan bakar hidrokarbon [1,2,3], dan NP logam mulia biasanya digunakan sebagai katalis [4, 5]. Gordon pertama kali mengajukan ide untuk menambahkan serbuk logam ke dalam bahan bakar konvensional [6]. Zhang menemukan bahwa NP Pt dan Pd dapat secara nyata meningkatkan perengkahan JP-10, dan NP Pt dapat menurunkan suhu awal reaksi perengkahan dari 650 menjadi 600 °C [7]. Yue menerapkan NP Pd dalam decalin dan minyak tanah penerbangan, dan konversi, hasil gas, dan heat sink dari bahan bakar hidrokarbon ini meningkat secara signifikan [8, 9]. Dalam pekerjaan kami sebelumnya, aktivitas katalitik NP Au yang tersebar dalam JP-10 sebagai sistem pseudohomogen juga diselidiki, dan konversi JP-10 yang dikatalisis oleh Au NP ditemukan lebih tinggi daripada JP-10 murni dari termal retak [10]. Namun, perolehan suspensi padat-cair yang stabil masih menjadi tantangan utama untuk mempersiapkan bahan bakar yang mengandung nanopartikel [11].
Sebagai teknik praktis, para peneliti telah menemukan metode pelapisan untuk memberikan NP dengan lapisan pelindung [12]. Polimer bercabang dianggap sebagai jenis bahan pelapis yang efektif. Makromolekul globular dengan struktur dan sifat yang unik dapat menawarkan platform yang sangat baik untuk sintesis dan stabilisasi NP logam [13, 14]. Hyperbranched polyglycerol (HPG) memiliki "inti" polieter bercabang dan diakhiri dengan gugus hidroksil, yang menyediakan media sempurna untuk menampung dan menstabilkan NP logam [15,16,17]. Pendekatan stabilisasi HPG dapat digunakan untuk menyiapkan berbagai macam nanokristal anorganik dengan stabilitas dan biokompatibilitas yang baik [18]. Selanjutnya, HPG telah dikembangkan sebagai inisiator yang menjanjikan untuk mempromosikan perengkahan bahan bakar hidrokarbon [19, 20]. Palmitoyl chloride-modified HPG (PHPG) diaplikasikan sebagai "paket radikal" untuk bahan bakar hidrokarbon, dan efek promosi yang signifikan pada konversi, hasil gas, dan heat sink tridecane dan minyak tanah dengan kehadiran PHPG diamati [21].
HPG dengan struktur tioeter dapat memberikan stabilitas jangka panjang untuk NP logam karena belerang adalah situs koordinat universal untuk ion logam lunak dibandingkan dengan cangkang yang mengandung oksigen, seperti ester dan asetil [22,23,24]. Kimia klik tiolena adalah metode yang efektif untuk memperkenalkan struktur tioeter, yang mengandung jenis reaksi ortogonal sederhana yang sangat selektif dengan efisiensi tinggi dalam kondisi ringan [25]. Sistem tiol-ena yang dipolimerisasi oleh mekanisme rantai radikal bebas dapat menghasilkan penambahan gugus tiol ke ikatan rangkap [26]. Sayangnya, hanya beberapa contoh polimer bercabang tersubstitusi tioeter yang telah dilaporkan hingga saat ini [16].
Dalam karya ini, HPG amfifilik dengan struktur thioeter (DSPHG) disintesis oleh kimia klik dari HPG yang dimodifikasi dan 1-dodecanethiol. Rantai alkil yang panjang memberikan DSHPG kelarutan yang baik dalam bahan bakar hidrokarbon. DSHPG digunakan sebagai reagen modifikasi permukaan untuk Au NP untuk mendapatkan Au@DSSHPG yang terdispersi dengan baik. Hubungan antara ukuran Au NP dan berat molekul HPG diselidiki secara sistematis. Stabilitas dispersi NP Au dalam pelarut murni yang berbeda dan campuran co-pelarut juga diperiksa.
Metode
Materi
(±)Glycidol (96%), potassium methylate (95%), 1,1,1-tris(hydroxymethyl)propane (TMP, 98%), 4-(N ,Tidak -dimetil amino)piridin (99%), 1,4-dioksan (99%), glisidil metakrilat (97%), benzofenon (99%), asam kloroaurat (48–50%, Au basa), tetraoktilamonium bromida (98% ), dan natrium borohidrida (98%) dibeli dari Aladdin Chemical Reagent Corporation (Shanghai, Cina). Toluena (99,5%), metanol (99,5%), kloroform 99%), dietil eter (99,7%), diklorometana (99,5%), dimetil sulfoksida (99%), toluena (99,5%), heksana (97%), sikloheksana (97%), decahydronaphthalene (98%), 1-dodecane (98%), dan octane (98%) dibeli dari Sinopharm Chemical Reagent Corporation (Jiangsu, China). 1-Tetradecane dibeli dari perusahaan teknologi kimia Shanghai Xin Ran. Sampel HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSSHPG disiapkan di laboratorium ini sesuai dengan prosedur yang ditunjukkan pada Skema 1.
Persiapan HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSHPG
Persiapan HPG
HPG disiapkan melalui metode polimerisasi anionik pembukaan cincin yang dijelaskan sebelumnya [27]. 1,1,1-Tris(hidroksimetil) propana (TMP, 0,278 g, 1,5 mmol) sebagian dideprotonasi dengan 0,1 mL larutan kalium metilat (1,25 mmol CH3 OK dalam metanol), diikuti dengan distilasi metanol berlebih dari lelehan. Kemudian, gliserol (50 mL, dimurnikan dengan distilasi vakum) ditambahkan tetes demi tetes pada suhu 95 °C selama 12 jam menggunakan pompa jarum suntik. Produk dinetralkan dengan penyaringan di atas resin penukar kation dan diendapkan dua kali dalam aseton. Terakhir, HPG dikeringkan selama 24 jam pada 85 °C dalam vakum. Berat molekul HPG dikendalikan oleh rasio monomer/inisiator dan penambahan 1,4-dioxane ke dalam lelehan (Skema 1a).
Persiapan HPG-MA Metakrilat
Sintesis HPG-MA dilakukan berdasarkan prosedur yang dijelaskan oleh Marion [28]. HPG (1 g) dan 4-(N , Tidak -dimetil amino) piridin (2 g) dilarutkan dalam dimetil sulfoksida (9 mL) pada suhu kamar di bawah atmosfer nitrogen. Glycidyl methacrylate (10 mL) kemudian ditambahkan tetes demi tetes. Setelah 24 jam pengadukan pada suhu kamar, HPG-MA diendapkan dalam dietil eter dan selanjutnya dikeringkan semalaman (Skema 1b).
Persiapan DSHPG dengan Klik Kimia
HPG-MA kering (4 mL) dan kloroform (4 mL) ditambahkan dalam reaktor foto tabung. Setelah pembubaran HPG-MA, 1-dodecanethiol (2 mL) dan jumlah benzofenon yang sesuai ditambahkan. Setelah diaduk selama 1 jam di bawah sinar ultraviolet, polimer dimurnikan dengan dialisis kloroform dan dikeringkan pada suhu kamar (Skema 1c).
Persiapan Au@DSHPG
Au NP disiapkan dengan prosedur berikut. HAuCl4 larutan berair (20 mL, 0,59 mmol) dicampur dengan tetraoktilamonium bromida (0,42 g) dalam toluena (120 mL). Campuran diaduk dengan kuat, dan lapisan organik dikumpulkan. Kemudian, DSHPG (0,2 g) ditambahkan. Setelah itu, larutan NaBH segar4 (0,15 g, 3,97 mmol) dalam air (20 mL) ditambahkan tetes demi tetes, dan campuran terus diaduk selama 0,5 jam. Campuran dibiarkan mengendap selama 2 hari untuk memastikan transfer emas yang lengkap untuk masuk ke dalam polimer amfifilik. Endapan dibuang, dan larutan jernih dievaporasi untuk menghilangkan toluena. Terakhir, padatan kecoklatan dikeringkan di bawah vakum pada suhu kamar (Skema 1d).
Karakterisasi HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSHPG
Spektrum resonansi magnetik nuklir (NMR) HPG, HPG-MA, dan DSHPG diperoleh pada spektrometer Bruker Advance 400 di d4 -metanol, d6 -dimetilsulfoksida, dan d -kloroform, masing-masing. Spektrum direferensikan ke sinyal residu dari pelarut terdeuterasi. Spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) direkam pada spektrometer Nicolet iS10 dari Thermo Fisher Scientific Corp., (Film atau disk KBr).
Jumlah berat molekul rata-rata (\( \overline{M_n} \)) dan distribusinya untuk sampel HPG ditentukan pada kromatografi permeasi gel (GPC) (Waters, USA) dengan air suling sebagai eluen pada laju alir 1,0 mL min
− 1
. Sistem dikalibrasi dengan menggunakan standar linier poli (metil metakrilat) dengan distribusi ukuran yang sempit. Setiap larutan air HPG disiapkan pada konsentrasi 1,0 mg mL
− 1
.
Pengukuran kalorimetri pemindaian diferensial (DSC) dari HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSHPG-2 dilakukan pada kalorimeter pemindaian diferensial Q2000 (TA Instruments, USA). Rentang suhu disetel dari 70 hingga 100 °C (HPG) atau 70 hingga 150 °C (HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSHPG-2) di bawah kecepatan pemindaian 3,0 °C min
− 1
. Analisis termogravimetri (TGA) dari HPG dan Au@DSSHPG-2 dilakukan pada Q50 Thermogravimetric Analyzer (TA Instruments, USA). Rentang suhu disetel dari suhu kamar hingga 600 °C di bawah atmosfer nitrogen dengan laju pemanasan 10 °C min
− 1
.
Morfologi Au@DSSHPG diamati dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi (TEM, CM-200, PHILIPS). Ukuran rata-rata dipantau oleh hamburan cahaya dinamis (DLS, ZEN 3600, Instrumen Malvern). Stabilitas Au nanofluids dievaluasi dengan penyerapan optik, yang dideteksi oleh spektrometer UV−Vis (Shimadzu, Jepang, UV-1750) yang dilengkapi dengan sel kuarsa 1,0 cm.
Hasil dan Diskusi
Struktur Molekul HPG, HPG-MA, dan DSHPG
1
H dan
13
Spektrum C NMR HPG, HPG-MA, dan DSHPG ditunjukkan pada Gambar. 1. Puncak antara 3,3 dan 3,9 ppm di
1
Spektrum H NMR HPG (Gbr. 1a) adalah sinyal hidrogen dari metil, metilen, dan metin.
13
C NMR HPG (Gbr. 1b) konsisten dengan literatur [29]. Dalam
1
Spektrum H NMR HPG-MA (Gbr. 1c), sinyal hidrogen dari gugus metakriloil muncul pada 1,8 ppm, dan hidrogen yang terhubung ke ikatan C=C muncul pada 5,6 dan 6,0 ppm. Setelah reaksi klik, sinyal untuk hidrogen yang terhubung ke ikatan C=C berkurang secara signifikan, dan sinyal untuk gugus dodesil muncul dari 0,8 menjadi 2,0 ppm (Gbr. 1d).
Karakterisasi NMR dari HPG, HPG-MA, dan DSHPG a
1
Spektrum H NMR HPG, b
13
C NMR spektrum HPG, c
1
Spektrum H NMR HPG-MA, d
1
Spektrum H NMR dari DSHPG
Dalam spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) yang ditunjukkan pada Gambar. 2, pita serapan kuat dari puncak getaran regangan C=C tampaknya muncul pada 1562 cm
− 1
setelah esterifikasi HPG, dan pita =C−H dan C=O diamati pada 3003 cm
− 1
dan 1652 cm
− 1
, masing-masing. Sinyal kelompok ikatan rangkap berkurang secara signifikan dalam spektrum FTIR untuk produk reaksi klik DSHPG. Karakterisasi struktural menunjukkan bahwa esterifikasi dan S-alkilasi HPG berhasil dilakukan dan kemudian produk HPG-MA dan DSHPG diperoleh.
Spektrum FTIR a HPG, b HPG-MA, dan c DSHPG
Perilaku Termal HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSHPG
Hasil DSC HPG, HPG-MA, DSHPG, dan Au@DSSHPG-2 ditunjukkan pada Gambar. 3. Suhu titik transisi gelas (Tg ) dari HPG dapat diamati pada 37,5 °C (Gbr. 3a), yang sesuai dengan pergerakan segmen rantai polimer dari proses “beku” atau “mencair” yang dicapai oleh gerakan ikatan tunggal pada rantai utama. Titik ikatan silang HPG-MA ditentukan menjadi 110 °C, dan nilai Tg adalah 20.8 °C (Gbr. 3b). Hal ini menunjukkan bahwa faktor-faktor yang dapat mempengaruhi fleksibilitas rantai polimer memiliki pengaruh pada Tg . Ikatan silang ikatan C=C di HPG-MA membatasi gerakan segmen rantai, dan Tg nilainya jauh lebih tinggi daripada HPG. Karena rantai alkil yang panjang pada DSHPG sejajar dengan baik, DSHPG cenderung mengkristal. Puncak leleh pada 4.7 °C dan puncak kristalisasi dingin pada 12.34 °C dapat diamati untuk DSHPG (Gbr. 3c). Namun, puncak ini tidak lagi diamati untuk Au@DSSHPG (Gbr. 3d). Ini berarti bahwa pengenalan Au NP di Au@DSPHG mungkin menyebabkan runtuhnya rantai polimer dan merusak susunan rantai molekul yang rapi.
Kurva DSC untuk a HPG, b HPG-MA, c DSHPG, dan d Au@DSHPG-2 pada kecepatan pemindaian 3 °C min
− 1
Stabilitas termal untuk HPG dan Au@DSSHPG dideteksi oleh TGA, dengan hasil yang ditunjukkan pada Gambar 4. Hal ini menunjukkan bahwa retak inti HPG terjadi sekitar 425 °C (Gbr. 4a). Oleh karena itu, untuk perengkahan Au@DSHPG (Gbr. 4b), puncak penurunan berat pada 400 °C dikaitkan dengan retaknya HPG, dan puncak penurunan berat lainnya harus dikaitkan dengan retaknya cangkang polimer DSHPG. Konten Au dari sampel Au@DSPHG-2 adalah 27,2 % berat.
Kurva TGA dan DTG untuk a HPG dan b Au@DSHPG-2 pada laju pemanasan 10 °C min
− 1
Kontrol Ukuran Au@DSHPG
Serangkaian sampel HPG diperoleh dengan nilai \( \overline{M_n} \) bervariasi dari 1123 hingga 57.000 (Tabel 1). Disimpulkan bahwa rasio monomer (gliserol)/inisiator (TMP) yang lebih besar dapat menghasilkan berat molekul yang lebih tinggi untuk polimer. Selain itu, berat molekul polimer yang diperoleh meningkat ke tingkat yang jauh lebih tinggi dengan adanya 1,4-dioksan, yang bertindak sebagai pengemulsi dan dapat menciptakan lingkungan mikro yang menguntungkan pertukaran kation untuk melindungi polimerisasi anionik [ 30].
Hasil hamburan cahaya dinamis (DLS) menunjukkan bahwa ukuran HPG dalam air meningkat dengan meningkatnya berat molekul HPG. Berdasarkan ukuran atau berat molekul yang berbeda dari molekul inti HPG, kontrol ukuran NP Au kemudian dilakukan oleh HPG yang dimodifikasi dodecanethiol (DSHPG). Gambar TEM Au@DSPHG ditunjukkan pada Gambar. 5.
Gambar TEM dan distribusi ukuran Au@DSPHG. a Au@DSHPG-1 (HPG \( \overline{M_n} \) = 1123), b Au@DSHPG-2 (HPG \( \overline{M_n} \) = 3826), dan c Au@DSHPG-3 (HPG \( \overline{M_n} \) = 55.075)
Ukuran 4.1, 9.7, dan 15.1 nm untuk Au@DSPHG-1, Au@DSSHPG-2, dan Au@DSSHPG-3 diamati sesuai dengan nilai \( \overline{M_n} \) dari 1123, 3826, dan 55.075 untuk HPG, masing-masing. Jelas, ukuran NP Au sangat dipengaruhi oleh ukuran inti HPG. Ada hubungan positif antara berat molekul HPG dan ukuran Au NP. HPG dengan berat molekul lebih tinggi memiliki “inti” polieter yang lebih besar dan dapat menghasilkan pembentukan NP berukuran lebih besar. Dari ukuran HPG dan NP yang diamati, dapat diperkirakan bahwa beberapa makromolekul HPG, selain hanya satu, berpengaruh pada stabilisasi satu nanopartikel. Molekul HPG yang lebih kecil memiliki efek perlindungan (atau pemisahan) yang lebih baik terhadap kontak dan fusi partikel nano yang berbeda.
Kemampuan Dispersi Au@DSSHPG dalam Pelarut Berbeda
Spektrofotometri UV-Vis digunakan untuk menyelidiki kemampuan dispersi Au@DSHPG dalam berbagai pelarut murni dan campuran pelarut bersama. Au@DSHPG-2 terdispersi dalam beberapa pelarut murni dengan polaritas yang berbeda, seperti toluena, dietil eter, etil asetat, asetonitril, dan air. Spektrum UV-Vis larutan jenuh Au@DSSHPG-2 disajikan pada Gambar 6. Karena nilai penyerapan larutan jenuh Au NP dalam toluena dan dietil eter terlalu tinggi untuk dideteksi, sistem diencerkan dengan pelarut untuk pengukuran UV−Vis. Diilustrasikan bahwa kemampuan dispersi Au NP yang distabilkan dengan DSHPG dalam pelarut nonpolar secara signifikan lebih baik daripada dalam pelarut polar karena rantai alkil nonpolar DSHPG.
Kurva absorpsi UV-Vis untuk larutan jenuh Au@DSHPG-2. a Metilbenzena (diencerkan 100 kali), b dietil eter (diencerkan enam kali), c etil asetat, d asetonitril, dan e air
Untuk lebih mengungkapkan hubungan antara kemampuan dispersi Au@DSPHG dan polaritas pelarut, serangkaian larutan yang mengandung Au@DSHPG-2 dalam campuran toluena dan asetonitril disiapkan. Polaritas disetel oleh rasio dua komponen. Kurva penyerapan UV-Vis untuk larutan ini ditunjukkan pada Gambar 7. Kemampuan dispersi Au NP secara bertahap ditingkatkan ketika fraksi toluena ditingkatkan. Nilai penyerapan pada 521 nm larutan jenuh dalam campuran yang berbeda dari toluena dan asetonitril ditunjukkan pada Gambar. 8. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin lemah polaritas pelarut, semakin layak dispersi Au@DSHPG.
Kurva absorpsi UV-Vis untuk larutan jenuh Au@DSPHG-2 dalam berbagai campuran toluena dan asetonitril. Panah putus-putus menunjukkan peningkatan fraksi volume toluena dari 0 menjadi 1 dengan interval 0,1
Penyerapan UV-Vis pada 521 nm larutan jenuh Au@DSSHPG-2 dalam berbagai campuran toluena dan asetonitril
Proses disolusi dapat dievaluasi secara teoritis dari koefisien kelarutan. Untuk polimer DSHPG, koefisien kelarutan dapat dihitung dengan persamaan berikut [31]:
dimana ρ adalah densitas DSHPG, \( \overline{M} \) adalah massa molar unit berulang dalam DSHPG, dan G adalah konstanta gravitasi molar.
Perbedaan yang lebih kecil antara δ1 dan δ2 menghasilkan miscibility yang lebih baik dari dua cairan. Data rinci dari δ1 (pelarut) [32] dan δ2 (DSPHG) pada 25 °C dan 101,3 kPa tercantum pada Tabel 2. Perlu dicatat bahwa koefisien kelarutan toluena paling dekat dengan DSHPG, diikuti oleh etil asetat, dietil eter, asetonitril, dan air. Ini berarti proses pelarutan menjadi lebih sulit di bawah suhu kamar ketika meningkatkan polaritas pelarut. Hasil dari perhitungan teoritis konsisten dengan hasil dari analisis UV-Vis. Ini membuktikan bahwa DSHPG berhasil memberikan NP Au dengan lipofilisitas dan hidrofobisitas, sehingga memungkinkan penerapan Au@DSPHG dalam hidrokarbon.
Stabilitas Au@DSPHG dalam Hidrokarbon
Umumnya, ada hubungan linier antara konsentrasi supernatan dan absorbansi partikel tersuspensi menurut hukum Bouguer-Lambert-Beer [33]. Untuk mengungkapkan stabilitas relatif dari nanofluida, Au@DSPHG-2 didispersikan dalam heksana, sikloheksana, oktan, decalin, dodekana, dan tetradekana, dan penyerapan UV-Vis terhadap waktu sedimen diselidiki. Perubahan penyerapan Au NP versus waktu pengendapan dalam bahan bakar hidrokarbon ini ditunjukkan pada Gambar. 9. Melalui modifikasi DSHPG, Au NP dikelilingi oleh jaringan DSHPG polimer hyperbranched hidrofilik, yang melemahkan penyerapan Au NP. Ketika Au@DSHPG dicampur dengan hidrokarbon, molekul hidrokarbon perlahan meresap ke dalam polimer, polimer membengkak sampai larut, dan Au NP secara bertahap dilepaskan dari molekul besar, yang mengarah pada peningkatan penyerapan. Proses ini agak memakan waktu dalam kondisi sekitar, yang membutuhkan ratusan jam agar Au NP benar-benar terekspos. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9, konsentrasi relatif NP dalam pelarut yang berbeda meningkat selama periode 0~750 jam. Dengan semakin bertambahnya waktu pengendapan dari 750 menjadi 3600 jam, konsentrasi relatif Au NP dalam heksana, oktan, dan decalin hampir tetap konstan. Namun, mereka sedikit turun di dodecane dan tetradecane. Setelah sistem disimpan selama 3600 jam, konsentrasi relatif NP Au masih dipertahankan di atas 80%. Oleh karena itu, dapat diusulkan bahwa modifikasi dengan DSHPG memungkinkan NP Au memiliki stabilitas penyimpanan jangka panjang dalam bahan bakar berbasis hidrokarbon.
Konsentrasi partikel supernatan relatif Au@DSHPG-2 dalam hidrokarbon yang berbeda
Kesimpulan
Serangkaian hyperbranched polyglycerol (HPG) dengan jumlah berat molekul rata-rata yang berbeda telah disiapkan. Mereka berhasil digunakan untuk menyiapkan HPG (DSHPG) yang dimodifikasi dodecanethiol dan Au NP yang dimodifikasi DSHPG (Au@DSSHPG). Ukuran Au@DSSHPG dapat dikontrol dengan menyesuaikan berat molekul HPG, dan semakin tinggi berat molekul HPG, semakin besar ukuran Au NP. Hasil pengamatan UV-Vis menunjukkan bahwa kemampuan dispersi Au@DSHPG dalam pelarut nonpolar (seperti toluena dan dietil eter) secara signifikan lebih baik daripada dalam pelarut polar (seperti air dan asetonitril), yang membuktikan efek kuat DSHPG pada dispersi Au NP dalam pelarut. Hasil pengukuran sedimentasi menunjukkan Au@DSHPG dapat distabilkan selama lebih dari 3600 jam tanpa deposisi yang signifikan dalam hidrokarbon. Jenis nanofluida berbasis hidrokarbon semacam itu mungkin memiliki potensi untuk mencapai nilai heat sink yang lebih tinggi selama proses perengkahan termal karena efek katalitik dari Au NP.
Singkatan
Au@DSHPG-1:
Nanopartikel emas yang distabilkan oleh DSHPG dengan diameter 4,1 nm
Au@DSHPG-2:
Nanopartikel emas yang distabilkan oleh DSHPG dengan diameter 9,7 nm
Au@DSHPG-3:
Nanopartikel emas yang distabilkan oleh DSHPG dengan diameter 15,1 nm
DS:
Dodecanethiol
DSHPG:
Poligliserol bercabang (HPG) dimodifikasi dengan dodecanethiol (DS)
