IT之家 2 月 28 日新闻，超晶格是由纳米颗粒组装而成的介不雅晶体资料，在动力、催化、光电器件等范畴具主要利用代价。但是，传统研讨多聚焦球形或凸多面体纳米颗粒，难以实现相似原子价键的精准组装。本日，复旦年夜学化学系董安钢、李同涛团队结合高分子迷信系李剑锋团队及新加坡南洋理工年夜学倪冉团队在《迷信》杂志上宣布了其最新研讨结果。该结果经由过程调控非凸纳米颗粒的部分曲率，初次实现笼目（Kagome）超晶格的可控构建，为纳米颗粒自组装范畴供给了全新研讨范式，无望推进催化、动力、功效器件等范畴的翻新利用。▲ 重要参加者（左起）：李同涛、万思妤、董安钢、李剑锋，图源：复旦年夜学从前，超晶格范畴的前沿研讨重要由西欧研讨团队主导，且年夜多会合于球形或凸多面体纳米颗粒的研讨。复旦年夜学团队另辟门路，提出应用非凸（nonconvex）纳米颗粒为构建基元，并经由过程调控颗粒的部分曲率，模仿“锁-钥”精准婚配机制，发明出类原子价键特征的颗粒间定向彼此感化。董安钢教学表现：“咱们计划并分解了哑铃形纳米晶，应用其头部与腰部曲率自互补的特色，实现了互锁式长程有序组装。”哑铃形颗粒之间的凹凸188BET亚洲体育平台互补组装形式，如同钥匙与锁芯之间的精准婚配。要害发明驱能源机制：熵效应发生的排空力（depletion）是凹凸互锁组装的重要驱能源。引入排空效应强化了凹凸面之间的吸引与辨认才能，无效战胜了非凸颗粒因多少何束缚可能招致的能源学圈套，从而增进了高品质超晶格的可控天生。构造调控：经由过程调理哑铃形颗粒的凹度（腰与头宽度比），团队胜利实现了对颗粒键合偏向的精准把持，修建了多种低密度、低对称性的庞杂超晶格构造。董安钢说，“颗粒凹凸互锁组装形式战胜了传统纳米颗粒彼此感化难以精准调控的困难，为纳米基元键合偏向性的调理供给了史无前例的精度与机动性。”▲ 经由过程调控哑铃形纳米颗粒部分曲率计划二维超晶格构造经由过程构建一系列新型超晶格构造，团队展现了非凸纳米颗粒作为构建基元的宏大潜力，此中 Kagome 晶格是最具代表性的超晶格构造。Kagome 晶格由共极点的正六边形跟正三角形周期性陈列形成，是一种非密沉积的立体拓扑构造，存在 p6 对称性跟奇特的面内手性。团队优化分解前提，制备凹度适中的哑铃形颗粒，并基于气液界面组装技巧，实365电子游戏平台app现高品质二维 Kagome 超晶格的可把持备。相较于传统 3D 打印跟光刻技巧，纳米自组装技巧在精度与范围上存在明显上风，为功效资料的按需定制供给了新道路。该研讨经由过程优化分解前提制备了凹度适中的哑铃形颗粒，并基于气液界面组装技巧，取得了高品质的二维 Kagome 超晶格，其单晶地区可达数十平方微米，包括超越 10 万个凹凸互锁的哑铃形颗粒。“这种精度是传统 3D 打印跟光刻技巧难以比较的，再次展示了纳米自组装技巧在物资制备中的上风。”李同涛说。该 Kagome 超晶格存在 p6 对称性，展示出奇特的面内手性，无望带来全新的光学性子。