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1、.化學(xué)所在腔體構(gòu)造與材料領(lǐng)域獲得系列進(jìn)展材料科技與生物、物理、化學(xué)、信息、能源和環(huán)境等多學(xué)科多領(lǐng)域的穿插交融,拓展了材料的先進(jìn)性和功能性。自然界中的許多物質(zhì)如細(xì)胞、植物纖維、病毒等,由于具有中空腔體構(gòu)造、跨膜蛋白及敏感孔通道、構(gòu)造化外表和可識(shí)別功能等多尺度多層次納米構(gòu)造和組成,因此具有獨(dú)特的性能。類似構(gòu)造的人造體系已經(jīng)成為材料科學(xué)中的重要研究方向,在醫(yī)療診斷、靶向治療、可控釋放、熱/聲絕緣、智能流體、催化別離、高效傳感、功能填料等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景?;瘜W(xué)所楊振忠研究員和美國(guó)Tulane大學(xué)化工系盧云峰教授,在國(guó)家自然科學(xué)基金委海外出色青年基金、國(guó)家出色青年基金、中國(guó)科學(xué)院方向性創(chuàng)新工程的支
2、持下,自2019年開(kāi)場(chǎng)著眼于腔體構(gòu)造與材料領(lǐng)域開(kāi)展合作研究,在有序納米孔材料和中空微球復(fù)合體系方面獲得了一系列研究進(jìn)展。在有序納米孔復(fù)合體系方面,提出以多孔陽(yáng)極氧化鋁膜為模板,結(jié)合無(wú)機(jī)物的溶膠/凝膠和嵌段共聚物的自組裝過(guò)程,制備了一維納米孔構(gòu)造的二氧化硅纖維和管及其陣列體系,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)物形貌和納米孔構(gòu)造的可控調(diào)節(jié)。在空腔內(nèi)引入半導(dǎo)體二氧化鈦,為功能化復(fù)合納米線的制備和納米孔材料在別離等方面的應(yīng)用開(kāi)拓了新思路和方法圖1Angew.Chem.Int.Ed.2019,42,4201。進(jìn)一步研究了在氧化鋁膜受限空間內(nèi)納米構(gòu)造的演化過(guò)程和形態(tài),研究結(jié)果在Chemmun.2019,166發(fā)表并作為first
3、insidecoverpage,論文發(fā)表一個(gè)月內(nèi)被高頻率網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)擊同時(shí)被列為topten文章。與此同時(shí),他們圍繞著納米孔材料復(fù)合功能化開(kāi)展了合作研究。以有序納米孔二氧化硅為模板,結(jié)合電沉積或化學(xué)沉積,制備了金屬Pd、Pt等和半導(dǎo)體如CdSe等等功能材料的三維納米線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造,為納米尺度的功能器件開(kāi)發(fā)奠定了根底,有望在光電和熱電裝置、傳感和高密度信息存儲(chǔ)器等領(lǐng)域得到應(yīng)用圖2Angew.Chem.Int.Ed.2019,43,6169。以含有可聚合的雙炔基團(tuán)的無(wú)機(jī)功能單體制備有序納米孔復(fù)合材料,實(shí)現(xiàn)了材料的可逆溫度響應(yīng)變色J.Am.Chem.Soc.2019,127,12782。在中空微球復(fù)合體系方面
4、,提出以核/殼凝膠微粒為模板,利用凝膠的可浸透性和容易與功能物質(zhì)復(fù)合等特點(diǎn),制備新型核/殼復(fù)合功能二氧化鈦微粒和相應(yīng)的中空微球。與傳統(tǒng)的layer-by-layerLBL沉積技術(shù)相比,解決了空腔尺寸不可控的關(guān)鍵問(wèn)題。發(fā)如今溶膠/凝膠過(guò)程中,電場(chǎng)可以誘導(dǎo)球殼形成多孔構(gòu)造Angew.Chem.Int.Ed.2019,42,1943,為其進(jìn)一步應(yīng)用奠定了根底。利用該方法可制備具有響應(yīng)特性的多孔中空凝膠、二氧化硅、導(dǎo)電聚苯胺及其復(fù)合的中空微球Adv.Funct.Mater.2019,13,949。為了抑制中空微球殼層易破的缺點(diǎn),進(jìn)一步提出利用多孔中空微球作模板,通過(guò)控制反響產(chǎn)物不同沉積地點(diǎn),而得到多種形態(tài)的中空球圖3Adv.Funct.Mater.2019,15,1523。對(duì)多孔中空微球模板的外層和內(nèi)層進(jìn)展凝膠化處理,進(jìn)一步與功能物質(zhì)復(fù)合,溶劑溶解或高溫?zé)Y(jié)除去模板后制得雙層構(gòu)造的中空微球圖4Angew.Chem.Int.Ed.2019,44,6727。
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