11月4日消息,据ScienceDaily报道,MIT研究人员及其合作者发现,在纳米粒子自组装中反其道而行——放弃刚性分子连接体、改用极端柔性的连接配体——同样能实现精确组装,并由此获得此前从未被观察到的晶体结构。相关论文将发表于Nature Materials。
过去20年的领域教条认为:要让纳米粒子组装成有序超晶格,连接配体必须足够刚性,任何柔性偏差都会导致组装失败。MIT材料科学与工程系Rob Macfarlane教授团队证明,把柔性「一路推到相反极端」,组装同样能够成功。Macfarlane表示,这是一种从未被研究过的全新纳米粒子组装思路,令人兴奋之处正在于其反直觉。
研究团队还包括MIT博士生Nicholas Sbalbi、特拉华大学博士生Stephen Kronenberger、MIT本科生Hana Shinzawa、Matthew Ye博士以及前特拉华大学教授Arthi Jayaraman。论文揭示,连接配体的柔性与电荷共同决定了纳米粒子最终形成的结构。
这项发现的意义超越方法本身:超晶格材料的性质由最小构筑单元的排列方式决定,能够「编程」纳米粒子的组装结构,意味着可以按需设计材料性质。潜在应用覆盖电子器件、医药递送、能源技术、农业与化工制造等领域。
对功能材料产业而言,纳米粒子超晶格被认为是构建「设计者材料」的路线之一,柔性连接体策略为其增添了新的结构工具箱,后续看点在于能否扩展到更大尺度与更多材料体系。
(来源:ScienceDaily)
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