国家纳米科学中心纳米粒子自组装合作研究取得重要成果

2011-9-27 10:05 来源: 中国科学院
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  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。