由AMOLF 转化纳米复合材料领域，其形状通过自组装形成，其组成通过转化反应调整
信用:AMOLF 想象一下，如果一种材料将自己排列成适合其应用的形状，例如，一种能最大化自身表面积以提高效率的催化剂，或者一种能形成附件以抓取附近物体的微致动器
这就是自组装的前景:通过让物质自我成形来制造复杂的功能材料
然而，并不是所有自我组装成有趣形式的物质在其最终形态中都具有有用的功能
自组织物质小组的研究人员最近发现，离子交换使他们能够将自组装过程与生成的材料分开
他们的发现发表在11月16日的《高级材料》上，并在《自然》和《自然评论材料》中进行了强调
自组织物质小组研究的纳米复合材料以其美丽而复杂的形状看起来相当引人注目(见插图)
然而，博士
D
学生汉斯·亨德里克斯和阿诺·范·德·韦登不仅想要漂亮的结构，还渴望利用纳米复合材料的功能
受到纳米复合材料的可成型性和结构布局的鼓舞，他们开始与阿姆斯特丹大学、ARNCL、莱顿大学和弗吉尼亚理工大学的研究人员一起研究这些选项
研究小组从纳米复合材料开始，这种纳米复合材料由嵌入在二氧化硅基质中的碳酸钡纳米晶体组成，并将其转化为硫化镉
首先，他们建立了一条路线，可重复地将纳米复合材料转化为最终材料，同时研究了纳米复合材料在离子交换过程中的性质
通过电子显微镜和x光衍射的分析，研究小组了解到一些有趣的东西:小尺寸的碳酸钡纳米晶体使它们特别容易受到离子交换反应的影响，而周围的二氧化硅基质提供了机械稳定性，以在转化过程中保持原始纳米复合材料的形状
汉斯·亨德里克斯说，“这几乎就像我们在更换房子的一些砖块，同时保持整体结构不变
" 动画gif展示了通过在纳米复合材料上应用离子交换技术创建的微致动器
信用:AMOLF 基于这些见解，扩大材料的选择变得简单明了，并且开发了新的途径来将纳米复合材料的组成改变为各种镉、铁、镍和锰盐
此外，原始纳米复合材料可以在大量预定形状的选择中成形
所有这些形状都可以转化成任何上述组合物
因此，不仅可以转换纳米复合材料，还有多种材料和形状可供选择
最后，团队探索了这种新方法的潜在应用
例如，他们发现含镍纳米复合材料可以用作干重整过程的催化剂，这种催化剂在低温下性能优于传统催化剂
此外，该团队合成了形状可控的磁铁矿(Fe3O4)纳米复合材料，可以利用其磁性进行移动和重新定向
最后，他们利用离子交换反应中引入的灵活性以及二氧化硅基质的收缩特性，制造出了电子束激活的显微致动器
简而言之，他们发现了保持形状的离子交换反应，为具有各种新颖功能特性的自组装材料开辟了新的途径
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