近日,，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院教師唐蘭勤博士在化學(xué)領(lǐng)域頂級專業(yè)期刊Journal of the American Chemical Society（美國化學(xué)會志,，以下簡稱JACS）上發(fā)表題為“Self-Assembly Mechanism of Complex Corrugated Particles”的研究論文（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 19655?19667,DOI:10.1021/jacs.1c05488）,。
這是我校教師首次以第一作者,、鹽城工學(xué)院首次作為第一完成單位在JACS期刊上發(fā)表研究性論文,。美國密歇根大學(xué)Nicholas A. Kotov及Sharon C. Glotzer教授對實驗實施,、理論計算等方面提出了許多寶貴意見,，為該論文的通訊作者。JACS是美國化學(xué)會發(fā)行的旗艦期刊,，是國際公認的化學(xué)領(lǐng)域頂級專業(yè)期刊,，在業(yè)界享有極高的聲譽。根據(jù)ISI的統(tǒng)計數(shù)據(jù),，JACS是化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)被引最多的期刊,，其2021年最新影響因子IF為15.419。
人類在巧妙設(shè)計材料結(jié)構(gòu)上,，已經(jīng)取得了輝煌的成就,。不同結(jié)構(gòu)的納米材料，由于其微納結(jié)構(gòu)特征而帶來的性能應(yīng)用,，如芯片,、電池等，已經(jīng)深入人們的日常生活,。自組裝是指在非人為干涉下以納米顆粒作為基本結(jié)構(gòu)單元,，利用納米顆粒之間的聚集效應(yīng)制備較大尺寸的有序結(jié)構(gòu)或者具有一定功能的結(jié)構(gòu),。然而，零散顆粒到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的組裝工程,，其復(fù)雜性的理解仍然是懸而未決的問題,。
圖1自組織粒子相圖：(a)三維立體圖；(b)二維平面圖,，(c)各組裝粒子形貌,。
以CdS粒子為研究模型，深入認識從納米粒子到hedgehogs（HPs）粒子的自組織過程,。通過調(diào)控反應(yīng)溫度,、溶劑比例及反應(yīng)時間，納米粒子可以自組裝形成納米棒,、納米棒聚集體,、HPs顆粒等，復(fù)雜性指數(shù)（complexity index CI）從0到高達23.7區(qū)間變化,。深入系統(tǒng)的實驗及理論研究證實,，靜電力與范德華力競爭時，零散顆粒在熱力學(xué)上趨向于附著在不斷增長的納米團簇上,，進而形成復(fù)雜指數(shù)高的HPs顆粒,。電解質(zhì)中吸引和排斥相互作用競爭的自組裝理論模型和模擬，精確地描述了顆粒的形成和生長,。進一步地,，理論上預(yù)測并實驗觀察到表面有納米片裝飾的CdS-Co3O4HPs粒子生成，證實了理論模型的準確性,。CdS的HPs粒子具有可見光吸收特性及包括液體CO2在內(nèi)的溶劑中具有極高的分散穩(wěn)定性,，在能源、催化,、光學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值,。認識HPs粒子的組裝路徑和形成機制，對于指導(dǎo)設(shè)計具有高分散穩(wěn)定性,、生物仿生特征及新穎光學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)粒子,，提供了重要借鑒作用，仍將是今后發(fā)展的重要研究方向,。
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