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中科院理化所王樹濤研究員團隊《Adv. Mater.》:刺激響應納米顆粒構筑從微觀到宏觀材料
2022-11-24  來源:高分子科技

  納米粒子聚集為構建具有微觀/宏觀、有序/無序、靜態/動態的功能材料提供了強大的策略,并且在能源、智能機器人、生物醫療和環境等領域有著巨大的影響與廣泛的應用。外部刺激是控制納米顆粒聚集的一種常見且有效的方法,該過程是通過各種外部刺激(例如溫度、光、電場和磁場)以遠程的方式在時空上調控納米顆粒聚集。智能納米顆粒和外部刺激的結合為創造具有獨特的功能材料提供了一條有力的和充滿希望的途徑。



  近期,中科院理化技術研究所王樹濤研究員團隊Advanced Materials上發表了題為“From Nanoscopic to Macroscopic Materials by Stimuli-Responsive Nanoparticle Aggregation”的綜述文章。該綜述的第一作者是在讀博士生劉明倩,共同作者還有楊曼博士、萬茜子博士、國家納米中心唐智勇研究員、中科院理化技術研究所江雷院士。這篇綜述文章系統地介紹了各類外部刺激(溫度、光、pH、電場和磁場等)誘導納米顆粒聚集成不同尺度的材料,從微觀的獨特超結構到宏觀的材料(包括無序的納米顆粒聚集體、有序超晶格、結構液滴、微膠囊、2D薄膜、3D宏觀塊體等),以及論述了基于刺激響應納米顆粒聚集構筑的不同尺度材料的應用,并且展望了刺激響應納米顆粒聚集在其他領域的應用前景。


  該工作是團隊近期總結的關于刺激響應納米顆粒聚集材料相關研究的最新進展,并展望了該領域面臨的問題與挑戰。通過刺激響應納米顆粒聚集構筑微觀或宏觀材料一直是一個重要的手段,在未來,刺激響應納米顆粒聚集也會在許多領域發揮越來越大的作用。


圖1:在外部刺激(溫度、pH、光、磁場和電場)下,顆粒間相互作用(疏水相互作用、氫鍵、靜電相互作用、主客體相互作用、偶極-偶極相互作用、磁場力和電場力)驅動納米顆粒從分散態到聚集態。 


圖2:基于刺激響應納米顆粒聚集的潛在應用:微觀材料(例如可逆捕獲與釋放納米器件、致動器和復雜超晶格)、宏觀2D材料(例如顯示設備、傳感器、芯片和電極)、宏觀3D材料(例如智能固體、智能機器人抓手和堅硬固體)。


  全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202208995

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(責任編輯:xu)
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