大阪大学实现纳米粒子聚集体热塑性加工，保持颗粒形态与晶体结构
B910化工消息：5月15日消息，日本大阪大学研究团队在《Science Advances》发表研究，首次实现纳米粒子聚集体的热成型加工，且在加工过程中保持了颗粒形态和晶体结构完整。
纳米粒子聚集体（粒径1-100纳米）通常具有高强度、低热膨胀和高导热特性，可应用于汽车轻量化结构件和电子设备散热组件。然而，纳米粒子聚集体本身不具有热塑性，传统加热成型会导致颗粒失去原有形态和晶体结构。
研究团队开发了一种新策略：在来源于木浆的纤维素纳米纤维（CNF）表面引入阴离子基团，并配对离子液体中的阳离子。加热时，阳离子在CNF之间的界面发生扩散，伴随聚集体膨胀，使材料获得热塑性。
论文第一作者Shun Ishioka表示，这是首次在保持颗粒形态和晶体结构的前提下实现纳米粒子聚集体的热成型。制成的CNF聚集体薄膜在常温下具有高强度和低热膨胀特性，不同于传统热塑性塑料。
资深作者Tsuguyuki Saito透露，团队已将该策略成功应用于二维碳纳米粒子（氧化石墨烯）体系，表明该方法具有广泛适用性。通过在纳米粒子表面引入离子调节聚集体的力学和热学性能，可拓展这些材料在先进制造领域的应用，为替代传统石油基和金属基热塑性材料提供新方案。
论文信息：Shun Ishioka et al., "Thermoforming nanoparticle aggregates via interfacial ionic self-diffusion", Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aeb3281 （来源：Phys.org）
纳米粒子聚集体（粒径1-100纳米）通常具有高强度、低热膨胀和高导热特性，可应用于汽车轻量化结构件和电子设备散热组件。然而，纳米粒子聚集体本身不具有热塑性，传统加热成型会导致颗粒失去原有形态和晶体结构。
研究团队开发了一种新策略：在来源于木浆的纤维素纳米纤维（CNF）表面引入阴离子基团，并配对离子液体中的阳离子。加热时，阳离子在CNF之间的界面发生扩散，伴随聚集体膨胀，使材料获得热塑性。
论文第一作者Shun Ishioka表示，这是首次在保持颗粒形态和晶体结构的前提下实现纳米粒子聚集体的热成型。制成的CNF聚集体薄膜在常温下具有高强度和低热膨胀特性，不同于传统热塑性塑料。
资深作者Tsuguyuki Saito透露，团队已将该策略成功应用于二维碳纳米粒子（氧化石墨烯）体系，表明该方法具有广泛适用性。通过在纳米粒子表面引入离子调节聚集体的力学和热学性能，可拓展这些材料在先进制造领域的应用，为替代传统石油基和金属基热塑性材料提供新方案。
论文信息：Shun Ishioka et al., "Thermoforming nanoparticle aggregates via interfacial ionic self-diffusion", Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aeb3281 （来源：Phys.org）