无机纳米粒子的可控自组装是实现其在宏观尺度实际应用的最有效途径。国家纳米科学中心纳米材料研究室唐智勇研究组近两年围绕无机纳米粒子组装的可控制备和功能调控开展了系列研究工作。
在前期研究工作(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2886-2888; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6006-6013; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8202-8206; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1593-1596; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5860-5864; Nano Lett. 2011, 11, 3174-3183; J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/ja205712a; Angew. Chem. Int. Ed. anie.201103762)的基础上,和美国密歇根大学的Kotov及Glotzer教授组合作,成功实现了多分散(20-30%)无机纳米粒子在溶液中的可控自组装。
实验和理论模拟发现,纳米粒子能利用自身的库仑排斥与范德华吸引力的平衡,通过自限制组装过程,自发形成具有独特的内松外紧类“核-壳”结构且具有高单分散性(7-9%)的超级纳米粒子。这一自限制组装策略适用于多种半导体材料(如硒化镉、硫化镉、硒化锌和硫化铅等)在溶液中的可控组装,且可用于构筑各向同性或各向异性的金/半导体核/壳结构。此外,该研究结果对于理解单分散性的病毒等生物体系和聚合物等有机大分子超结构的形成具有指导意义。
相关研究结果发表于Nature Nanotechnology(2011, 6, 580-587)上。
本工作的第一作者为国家纳米科学中心博士研究生夏云生(现为安徽师范大学副教授)。研究课题得到了国家杰出青年科学基金、中国科学院“百人计划”、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、科技部纳米重大研究计划项目的资助。
图片说明:背景为单分散CdSe超级纳米粒子的扫描电子显微镜图;彩色为超级纳米粒子的理论模拟图。
- 大连理工大学蹇锡高院士团队引领界面层设计革新 - 创新技术助力高温环境下的CFRP性能提升 2024-04-22
- 北京化工大学王兴教授团队《ACS Nano》:聚(D-氨基酸)纳米粒子通过干扰葡萄球菌肽聚糖合成介导生物被膜瓦解 2024-03-13
- 中科院纳米能源所李琳琳与山东大学马保金《Small》:纳米粒子手性决定化学动力学癌症治疗效果 2024-02-23
- 郑大刘春太教授/冯跃战副教授团队 AFM:基于溶胶-凝胶渗透自组装的相变层状薄膜用于高效热管理与光/热驱动 2024-04-21
- 东华大学武培怡/刘凯团队 Angew:小分子离子液体自组装构筑高性能粘附材料 2024-04-17
- 厦门大学曹学正课题组 ACS Macro Lett.:熵驱动调控非对称二维纳米片在高分子网络中的逆温自组装动力学实现对称性结晶 2024-04-04
- 河南大学高跃岳/谭付瑞、国家纳米中心丁黎明、河南师大秦朝朝 Adv. Mater.:光电效率超18%的呋喃类高分子有机光伏器件 2023-10-28