IT之家2月28日音信，超晶格是由纳米颗粒拼装而成的介不雅晶体材料，在能源、催化、光电器件等鸿沟具热切应用价值。可是，传统不息多聚焦球形或凸多面体纳米颗粒，难以完了肖似原子价键的精确拼装。
当天，复旦大学化学系董安钢、李同涛团队纠合高分子科学系李剑锋团队及新加坡南洋理工大学倪冉团队在《科学》杂志上发表了其最新不息效果。
该效果通过调控非凸纳米颗粒的局部曲率，初次完了笼目（Kagome）超晶格的可控构建，为纳米颗粒自拼装鸿沟提供了全新不息范式，有望股东催化、能源、功能器件等鸿沟的改动应用。
▲ 主要参与者（左起）：李同涛、万念念妤、董安钢、李剑锋，图源：复旦大学
已往，超晶格鸿沟的前沿不息主要由泰西不息团队主导，且大多采集于球形或凸多面体纳米颗粒的不息。复旦大学团队匠心独具，提议诈欺非凸（nonconvex）纳米颗粒为构建基元，并通过调控颗粒的局部曲率，模拟“锁-钥”精确匹配机制，创造出类原子价键脾性的颗粒间定向互相作用。
董安钢陶冶示意：“咱们联想并合成了哑铃形纳米晶，诈欺其头部与腰部曲率自互补的特色，完了了互锁式长程有序拼装。”哑铃形颗粒之间的险峻互补拼装款式，犹如钥匙与锁芯之间的精确匹配。
要津发现
驱能源机制：熵效应产生的排空力（depletion）是险峻互锁拼装的主要驱能源。引入排空效应强化了险峻面之间的诱导与识别技艺，灵验克服了非凸颗粒因几何看守可能导致的能源学陷坑，从而促进了高质地超晶格的可控生成。
结构调控：通过调养哑铃形颗粒的凹度（腰与头宽度比），团队告捷完了了对颗粒键合标的的精确扫尾，构筑了多种低密度、低对称性的复杂超晶格结构。
董安钢说，“颗粒险峻互锁拼装款式克服了传统纳米颗粒互相作用难以精确调控的艰辛，为纳米基元键合标的性的调养提供了前所未有的精度与天真性。”
▲ 通过调控哑铃形纳米颗粒局部曲率联想二维超晶格结构
通过构建一系列新式超晶格结构，团队展示了非凸纳米颗粒行为构建基元的强劲后劲，其中Kagome晶格是最具代表性的超晶格结构。
Kagome晶格由共极点的正六边形和正三角形周期性摆设组成，ag百家乐怎样杀猪是一种非密堆积的平面拓扑结构，具有p6对称性和独到的面内手性。
团队优化合成要求，制备凹度适中的哑铃形颗粒，并基于气液界面拼装期间，完了高质地二维Kagome超晶格的可扫尾备。相较于传统3D打印和光刻期间，纳米自拼装期间在精度与鸿沟上具有权贵上风，为功能材料的按需定制提供了新路子。
该不息通过优化合成要求制备了凹度适中的哑铃形颗粒，并基于气液界面拼装期间，取得了高质地的二维Kagome超晶格，其单晶区域可达数十平常微米，包含跳跃10万个险峻互锁的哑铃形颗粒。“这种精度是传统3D打印和光刻期间难以比较的，再次展现了纳米自拼装期间在物资制备中的上风。”李同涛说。该Kagome超晶格具有p6对称性，展现出独到的面内手性，有望带来全新的光学性质。
▲ 由中凹度哑铃形颗粒自拼装而成的手性 Kagome 晶格
表面计较标明，非密堆积的Kagome超晶格是热力学结知趣，新加坡南洋理工大学倪冉陶冶团队通过模拟分析说明其结实性源自曲率介导的排空诱导力。在此分析基础上，不息团队进一步简化模子，构建出了哑铃形颗粒超晶格的结构表面展望框架，为深远融会非凸纳米颗粒的自拼装活动提供了热切的表面依据。
▲ Kagome 晶格的变成机制不息
2021年底，董安钢团队初次发现了Kagome晶格，并意志到超晶格的变成背后可能有着杰独特特的拼装旨趣。
“结构决定性质，性质决定应用，搞明晰不同超晶格结构的变成机理至关热切威斯尼斯人AG百家乐，这亦然调控超晶格性质、完了超晶格功能化应用的要津地方。”董安钢示意，这项不息仅是一个运行，团队正在探索其它非凸纳米颗粒基元，并筹办进一步深远不息纳米圭臬下物资拼装机制与旨趣。