Self-Assembled Functional Soft Matter Laboratory

本课题组以胶体纳米晶体、超分子为构建基元,通过以弱键相互作用的方式构筑三维有序的多功能复合材料,理解并设计分子尺度的材料表界面性质,并探究这类材料在仿生催化与仿生功能上的应用与开发。

1.基于界面组装新方法的有序纳米超晶格材料的设计合成

        类比于原子晶体或者分子晶体,由纳米颗粒自下而上组装而成、具有高度有序的超晶格材料是近些年兴起的一类新型材料。纳米粒子通过与界面(气/液,液/液,液/固)的相互作用,如范德华力、氢键、静电作用力、毛细作用力、熵力等,在界面上组装形成多层次有序超晶格材料,在构造光学、电学、磁学、催化材料方面都有很好的应用前景。然而,如何精确控制纳米粒子的多级组装行为,将成为制备更高质量多层次组装体首要解决的问题。

        静电作用力诱导的纳米粒子超晶格外延生长:在纳米粒子超晶格中,每个纳米颗粒既保持着自身固有因量子尺寸效应而表现出独特的光、电、磁等性质,同时相邻的纳米颗粒由于长程的电子耦合作用而表现出单个纳米颗粒所不具备的集体协同效应。目前纳米颗粒超晶格的制备方法主要依赖于溶剂挥发诱导的纳米颗粒自组装。然而依赖于这类方法制备的纳米颗粒超晶格结构存在结构类型简单、功能属性单一等缺点而限制其实际应用。另一方面,晶体外延生长技术在指在单晶基底上生长一层有特殊功能的、与基底晶向相同的晶体层,其在原子尺度和分子尺度制备高质量晶体异质结构中发挥着重要的作用,是现代纳米制备技术以及半导体组装过程中的必备技术之一。据此,我们通过引入晶体外延生长技术的特点,基于异种纳米颗粒之间的静电作用力,研究纳米粒子超晶格外延生长行为,并由此建立一系列有特色的基于静电引力的精确定向可控有序组装的制备方法,演绎出柔性材料外延生长的一般规律。

                                                                       

Created: Dec 25, 2018 | 14:52