(節(jié)選)
清華大學(xué)化學(xué)系李亞棟教授在《2008科學(xué)發(fā)展報告》上撰寫“單分散納米晶的合成、組裝及其介孔材料的制備”一文，從單分散納米晶的合成、單分散納米晶的組裝、介孔材料的制備3個方面進行了闡述，并在文末對納米多功能介孔材料的發(fā)展前景進行了展望。
文章首先介紹了單分散納米晶的合成。此方面的研究始于1993年麻省理工學(xué)院的Bawendi等，隨后，IBM 公司的Murray、Sun，加州大學(xué)伯克利分校的Alivisatos、Peng及韓國Hyeon等小組相繼發(fā)展了該合成方法，但成本高、產(chǎn)量較低，限制了其應(yīng)用發(fā)展。2005年，清華大學(xué)李亞棟研究組采用Liquid-Solid-Solution合成策略，實現(xiàn)了用簡單、廉價的無機鹽類為原料合成各種類型的單分散納米晶，在Nature上進行了報道。此策略能方便得到系列各種類型的單分散納米晶，如多種金屬、半導(dǎo)體、氧化物及復(fù)合氧化物、氟化物等，揭示了單分散納米晶成核、生長的規(guī)律性。
接著，文章介紹了單分散納米晶的組裝。將單分散納米晶作為理想的構(gòu)建基元，利用表面活性劑之間的各種弱相互作用使其有序地結(jié)合在一起，通過精確控制實現(xiàn)更高級、更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的組裝和構(gòu)建。國際上已實現(xiàn)二維組裝和三維組裝兩種方法。2007年，李亞棟研究組發(fā)展出一種組裝單分散納米晶的通用方法，即EBS (Emulsion-based Bottom-up Self-assembly)組裝策略。采用這一“搭積木”策略，能方便地實現(xiàn)從單分散納米晶到三維膠體球的規(guī)則、有序組裝過程。開辟了納米晶規(guī)則、有序、可控組裝的新途徑，發(fā)展出新的組合材料學(xué)（“搭積木”），為復(fù)合多功能納米（超）結(jié)構(gòu)新型材料體系的構(gòu)建及其應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)于介孔材料的制備，文章也進行了相關(guān)闡述。介孔材料由于比表面積大、孔隙率高、孔徑分布窄等特點而在催化、吸附、分離等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。合成介孔材料主要存在兩大類途徑：一類是模板法，另一類是利用剛性分子作為構(gòu)建基元組裝三維MOFs（metal-organic frameworks）形成介孔結(jié)構(gòu)。清華大學(xué)李亞棟研究組進一步發(fā)展出一種制備介孔材料的通用途徑，即以“人造原子”（單分散納米晶）作為構(gòu)建基元制備介孔材料。具體過程為：首先采用LSS方法得到單分散納米晶，然后利用EBS方法將單分散納米晶組裝成三維膠體球，最后通過煅燒除去表面活性劑得到介孔材料。
最后，文章對納米多功能介孔材料的發(fā)展前景進行了展望，認為在相關(guān)的催化劑和鋰電池電極材料等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮關(guān)鍵作用。（摘自中國科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報告”課題組撰寫的《2008科學(xué)發(fā)展報告》）
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