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高分子材料

正文

一种用于超结构自组装的复合粘合剂

导读: 随着物理技术和化学合成方面的研究取得了更多的进展,通过最密集的粒子填充超结构的两种主要组装机制和通过相互作用的官能化块的自组装逐渐成熟。不像宏观建筑材料,块体可控装配到超结构中并没有在微观上有实质性的工作,特别是对于形状缺陷和表面活性弱的普通颗粒。

以微米和纳米粒子作为构建块的复杂超结构的可控组装引起了粒子工程界的广泛兴趣。由于它们的增强和协同性能,这类材料在药物输送,光子学,化学传感,储能,气体吸附和催化方面具有广阔的应用前景。迄今为止,随着物理技术和化学合成方面的研究取得了更多的进展,通过最密集的粒子填充超结构的两种主要组装机制和通过相互作用的官能化块的自组装逐渐成熟。不像宏观建筑材料,块体可控装配到超结构中并没有在微观上有实质性的工作,特别是对于形状缺陷和表面活性弱的普通颗粒。

成果简介

近日,中国科学院长春应用化学研究所王立民、Lianshan Sun(共同通讯)等人建立了利用Mo-聚多巴胺配合物作为粘合剂和固化剂将颗粒组装成超结构的简便途径。在水/乙醇体系中推导了并行吸附和生长机理,并验证了影响最终结构的因素。该系统适用于从不同形状的粒子(例如纳米球,纳米立方体,纳米棒和空心球)组装超结构,尺寸范围为10至500nm。经过高温蚀刻处理后,生成的具有不同块体超级孔结构的MoO2/N/C骨架具有较高的结构可塑性,可作为多功能载体用于储能。相关成果以题为“A Kind of Coordination Complex Cement for the Self-Assembly of Superstructure”发表在了ACS Nano上。

图文导读

图1 超结构合成

一种用于超结构自组装的复合粘合剂

(a)Mo-PDA的复合和聚合

(b)不同pH值的SiO2和AMH混合溶液的Zeta电位值

(c)超结构的完整合成程序

图2 自组装过程

一种用于超结构自组装的复合粘合剂

(a)PDA的自聚合和Mo-PDA的自组装的方案

(b)PDA或Mo-PDA修改的全局块的组装模型

(c)使用Mo-PDA从SiO2纳米球超结构组装过程的方案

(d)整个组装过程中产品形态变化的TEM图像

图3 性能分析

一种用于超结构自组装的复合粘合剂

(A)倍率性能

(B)第一次放电/充电曲线

(C)循环性能

小结

该工作开发了一种使用Mo-PDA复合物作为粘合剂和水/乙醇系统中构建块的固化剂来组装超结构的简便方法。这种简单的合成可以在一系列应用中进行大规模生产。如上所述,仍有许多潜在的复合水泥和反应体系等待发现和探索。希望这种方法有助于制备更多的多功能杂化材料。

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