物理科技生物学-PHYICA

自组装和复杂的纳米级介晶可以被调整用于多种用途

纳米技术 2022-08-30 23:58:10

由KTH皇家理工学院制作 放大的视图显示纳米级的中晶体(插图)开始组装并形成有序的超晶体结构,如图中绿色所示

信用:因娜索洛卡 KTH皇家理工学院和马克斯·普朗克胶体和界面研究所的一个研究小组报告说,他们已经找到了控制氧化铈介晶制造的关键

这项研究在调整纳米材料方面向前迈出了一步,纳米材料可以服务于广泛的用途,包括太阳能电池、燃料催化剂甚至医药

中间晶体是具有相同尺寸、形状和晶体取向的纳米粒子,它们可以用作构建模块来创建具有定制的光学、磁性或电子特性的人造纳米结构

例如,在自然界中,这些三维结构存在于珊瑚、海胆和方解石沙漠玫瑰中

人工制造的氧化铈(CeO2)中间晶体——或称纳米晶体——是众所周知的催化剂,具有抗氧化性能,可用于药物开发

“为了能够以可控的方式制造二氧化铈液晶,人们需要了解这些材料的形成机制,”KTH大学应用物理化学研究员伊娜·索洛卡说

她说,研究小组利用辐射化学首次揭示了二氧化铈液晶的形成机制

由于它们的复杂性,液晶的形成并不遵循与普通晶体相同的路径——这一过程被称为奥斯特瓦尔德熟化,溶液中较小的颗粒溶解并沉积在较大的颗粒上

研究人员发现,一种类似凝胶的无定形相形成了一种基质,其中尺寸约为3纳米的初级粒子相互排列,自组装成直径为30纳米的液晶

“如果液晶是一所房子,这种无定形相扮演着连接墙壁中排列的砖块的水泥的角色,博士

索洛卡说

他们还发现,中间晶体可以进一步自组织并形成超晶体,肉眼可见

她说:“就像建筑师可能设计的不是一栋房子,而是一整个社区,房子以某种方式定位,以满足居民的需求。”

她说,这种超晶体的多层次分级结构是未来材料设计的一个有趣概念

“人们对自然界中各种各样的结构和复杂的形态非常着迷,比如海胆和珊瑚

科学家们对结晶过程是如何工作的很感兴趣

我们的工作是对这种理解的贡献

" 这项研究发表在安吉万德化学国际版上

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