氣泡印刷精準控制非對稱(chēng)顆粒取向組裝研究獲進(jìn)展

自L(fǎng)B薄膜手藝創(chuàng )造以來(lái)，流體界面組拆手藝被認為是造備高精度長(cháng)程有序薄膜的有效辦法，并具有應用于圖案化先輩集成器件造造的潛力。若何快速產(chǎn)生流體界面按捺體相合作組拆，并強化流體限域感化按捺界面處無(wú)序運動(dòng)，是圖案化流體界面組拆中的關(guān)鍵問(wèn)題。以Janus納米顆粒（JNPs）為代表的高分子-膠體雜化質(zhì)料具有豐碩的外形/功用可編程性，在造備新型光電器件上頗具應用前景。然而，形態(tài)不合錯誤稱(chēng)性帶來(lái)的熵效應使其停止長(cháng)程有序的定向組拆和器件造造面對挑戰。

近期，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷院重點(diǎn)嘗試室宋延林課題組與清華大學(xué)傳授楊振忠合做，操縱雪人型Janus顆粒為非對稱(chēng)雙親性模子系統，提出了氣泡驅動(dòng)的快速準一維圖案化界面戰略，實(shí)現了Janus單顆粒取向可控（同軸或異軸）長(cháng)程有序組拆與圖案化。研究發(fā)現，模板化氣泡的快速構成在動(dòng)力學(xué)上利于界面定向，而弧形液橋中封鎖的準一維界面能夠約束顆粒的無(wú)序扭轉，產(chǎn)生遠間隔的優(yōu)良定向Janus單顆粒鏈。同時(shí)，蒸發(fā)過(guò)程中顆粒的界面取向能夠轉移到枯燥后的組拆構造中，通過(guò)調理Janus顆粒兩親性與外表活性劑能夠調控組拆構造取向。Zeta電位測試和外表張力測試表白，“疏水-親水”微構造包管了界面曲立取向而招致異軸組拆，“親水-親水”微構造包管了界面平躺取向而招致同軸組拆。理論闡發(fā)表白，快速構成的準一維界在動(dòng)力學(xué)上對顆粒的界面取向行為頗為重要，也是組拆系統在蒸發(fā)過(guò)程中維持有序性的關(guān)鍵因素。該工做進(jìn)一步切磋了取向構造的光學(xué)各向異性，并操縱其差別化的光散射偏振依賴(lài)性別離構建了“與”門(mén)和“或”門(mén)邏輯器件。

相關(guān)研究功效頒發(fā)在《美國化學(xué)會(huì )志》上。研究工做得到科技部、國度天然科學(xué)基金、北京分子科學(xué)國度研究中心、中科院的撐持。

圖1.氣泡驅動(dòng)快速準一維界面戰略構建Janus顆粒長(cháng)程取向可控組拆體

圖2.Janus顆粒長(cháng)程有序組拆體取向依賴(lài)的偏振光散射性量

來(lái)源：中國科學(xué)院化學(xué)研究所

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