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Adv. Mater.: 纳米粒子液-液界面自组装

Thomas P. Russell教授课题组近期受邀在Advanced Materials发表Progress Report: Nanoparticle Assembly at Liquid-Liquid Interfaces: From the Nanoscale to Mesoscale(2018, DOI: 10.1002/ adma.201602147)。

 

纳米材料科学是20世纪80年代发展起来的一个新兴研究方向。在纳米尺度下,材料表现出有别于微观和宏观材料的独特的光学、电学、磁学、力学等物理化学性质。其中,利用纳米粒子的液/液界面组装行为来制备多层次有序功能化材料,一直是纳米技术和胶体界面化学领域重要的研究课题。固体粒子液/液界面自组装的研究起源于Pickering乳液,于20世纪初由Ramsden和Pickering发现。对于纳米粒子,由于粒径较小,体系自由能降低与热能相当,因此粒子在体相与界面之间存在动态吸附平衡。同时,由于纳米粒子固有的尺寸分散性,在高度柔性的液/液界面处,纳米粒子的组装体通常是无序结构,表现出类似于流体(liquid-like)的状态。另一方面,当液/液界面粒子的密度足够大时,粒子将会逐渐丧失流动性,发生Jamming转变,基于粒子构筑的组装体从类似于流体的状态(lqiuid-like)变得具有刚性(solid-like)。

 

  在Progress report中,作者总结了近年来基于纳米粒子液-液界面自组装的研究进展。从基础理论和科学实验两个方面入手,详细介绍了纳米粒子液-液界面自组装的相关机理及构筑的多层级结构,如二维纳米薄膜和三维胶体体微胶囊。同时,对近期快速发展的领域如生物纳米粒子液-液界面自组装、双水相乳液、结构化液体等进行了探讨,并对其未来发展方向进行了展望。