纳米材料自组装技术.ppt

纳米材料自组装技术;自组装定义;自组装法

自组装过程一旦开始，将自动进行到某个预期终点，分子等结构单元将自动排列成有序的图形，即使是形成复杂的功能体系也不需要外力的作用。

自组装过程并不是大量原子、离子、分子之间弱作用力的简单叠加，而是若干个体之间同时自发的发生关联并集合在一起形成一个紧密而又有序的整体，是一种整体的复杂的协同作用。;自组装的特点;自组装过程中分子在界面的识别至关重要;分子自组装;纳米粒子的自组装;自组装过程中分子在界面的识别至关重要

静电力诱导的一维纳米材料的自组装

通过这些有机分子之间的相互作用，纳米粒子很容易被化学组装成为具有新结构的聚集体。

将纳米粒子自组装为一维、二维或三维有序结构后可以获得新颖的整体协同特性,并且可以通过控制纳米粒子间的相互作用来调节它们的性质。

美国Russell研究小组设计了一些列具有氢键识别功能的大分子，实现了纳米粒子在两种不相容液体界面的自组装。

一维纳米材料表现出许多优异而独特的性质，比如超强的机械强度、更高的发光效率、增强的热电性能等。

如，单分子层保护的纳米粒子在一定条件可以在基底上通过体系溶剂的挥发或者在水/空气界面通过Langmuir-Blodgett技术自组装形成高度有序的二维/三维超晶格。

可以广泛应用在光电子、生物制药、化工等领域

所谓分子自组装即利用分子间短程作用力将单个分子自组装为纳米或微米尺度的有序结构。

化学修饰是实现纳米粒子自组装的一个十分重要的前提。

TEMimageofthecharacteristicprojectionsofthebinarysuperlattices,self-assembledfromdifferentnanoparticles,andmodeledunitcellsofthecorrespondingthree-dimensionalstructures

将一维纳米材料组装为具有特定几何形貌的聚集体，或将进行限域生长和实现其特定的取向会给一维纳米材料带来崭新的整体协同效应。

例子：在水/甲苯界面Fe3O4纳米粒子自组装

所谓自组装（self-assembly)，是指基本结构单元（分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。

最典型的代表是在金或银纳米粒子的表面用硫醇进行单分子层的修饰，通过硫醇分子间氢键来??导自组装。

最典型的代表是在金或银纳米粒子的表面用硫醇进行单分子层的修饰，通过硫醇分子间氢键来诱导自组装。

Template-directedcolloidalself-assembly

在液体的表面或体相中，通过表面张力或者毛细管力的作用，可以将一维纳米材料自发地组装为微米尺度的有序结构。

例子：二元纳米粒子自组装为超晶格结构

没有化学修饰的无机纳米粒子的自组装;单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装;单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装;最典型的代表是在金或银纳米粒子的表面用硫醇进行单分子层的修饰，通过硫醇分子间氢键来诱导自组装。

例子：以四齿硫醚小分子化合物修饰的金纳米粒子自组装为球状聚集体;例子：基于π-π相互作用而自组装形成的磁性Fe3O4纳米粒子;例子：二元纳米粒子自组装为超晶格结构;大分子修饰的无机纳米粒子的自组装;例子：在水/甲苯界面Fe3O4纳米粒子自组装;例子：胸腺嘧啶修饰的金纳米粒子的自组装;没有化学修饰的无机纳米粒子的自组装;一维纳米材料的自组装;表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装;例子：利用LB膜技术对溶液界面上的一维材料的自组装;例子：水滴铺展法自组装硅纳米线阵列;模板诱导一维纳米材料的自组装;Template-DirectedAssembly;Usingtemplates;例子：利用LB膜技术对溶液界面上的一维材料的自组装

因此设计和选择适当的有机高分子可以很好的导向无机纳米粒子，从而实现结构可控的自组装。

化学修饰是实现纳米粒子自组装的一个十分重要的前提。

Proposedmechanismfortheaggregationofpolymer1-Thy-Au

大分子修饰的无机纳米粒子的自组装

TEMimageofthecharacteristicprojectionsofthebinarysuperlattices,self-assembledfromdifferentnanoparticles,andmodeledunitcellsofthecorrespondingthree-dimensionalstructures

最典型的代表是在金或银纳米粒子的表面用硫醇进行单分子层的修饰，通过硫醇分子间氢键来诱导自组装。

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