Angew.Chem.Int.Ed:形状可控的温度响应性胶体粒子


自组装作为一种新的合成材料的方法,在近些年来得到了很大的发展。无论小到原子、分子,还是大到复杂的结构单元,自组装构筑的有序结构总能给我们带来很大的惊喜。在自组装技术日益发展成熟的今天,组装控制精确化已经成为制备新型材料的基本准则,这也进一步对组装所选择的单元提出了更高的要求。

与硬物质相比,软物质在近年来由于其形状以及表面易调控性获得了更多的关注。其中以胶体粒子为结构单元构筑高级结构的研究在医药催化等方面有着重要应用价值。目前对胶体粒子精确组装主要是通过粒子大小以及表面对外界环境的响应实现的,利用粒子形状各向异性实现精确组装的工作很少。苏州大学的张泽新教授课题组发展了一种通过温度刺激响应简单调控胶体粒子形状的策略。他们利用胶体粒子在两相溶液中的温度平衡机制,得到具有不同形状的胶体。这种形状控制策略可以很好应用在不同聚合物粒子上,为我们得到新型软物质高级结构提供了可能。

图文导读

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图1 胶体粒子形状转化示意图:当温度发生改变时,胶体粒子与水以及2,6二甲基吡啶之间作用发生变化。温度升高,胶体粒子吸收2,6二甲基吡啶的量增大,胶体粒子表面张力改变,形状发生变化。

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图2 不同温度下PS胶体粒子形状的改变:a)20摄氏度时, 由于胶体粘度较大,PS 胶体粒子保持其原有形状 b) 胶体粒子加热至33摄氏度时形状发生变化,淬火处理,胶体维持33摄氏度形状。c) 33摄氏度时,退火处理,胶体粒子恢复至原形状。

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图3  在水/2,6二甲基吡啶体系中胶体粒子形状转化:(a)-(c) 在确定比例的水/2,6二甲基吡啶体系中SEM图。从(a)至(c),胶体粒子纵横比AR是4.4,1.4,1.0,分别与相应的面积分数F =0.714,0.693,0.725,d)a-c的径向分布函数g(r)e)随胶体粒子纵横比减小,胶体粒子由液晶相向非液晶相转化。

【总结】

软物质精确组装在医药催化等方面具有十分重要的应用前景。通过简单胶体粒子形状调控可以高效的为不同组装体系提供合适组装结构,得到具有一定功能的材料。

备注

该成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上,论文链接:Stimuli-Responsive Shape Switching of Polymer Colloids by Temperature-Sensitive Absorption of Solvent(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201604294)

该文献解读由材料人新闻组Som0909投稿,材料牛编辑整理。

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