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趙東元院士&趙再望JACS最新研究成果！！

來源：時間：2023-12-19 15:59:33 瀏覽：1949次

第一作者：Hanxing Chen

通訊作者：趙東元院士、趙再望研究員

通訊單位：復(fù)旦大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)

DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.3c09927

研究背景

二維（2D）納米材料因其在光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)方面的優(yōu)異性能而受到廣泛關(guān)注。介孔納米片作為典型的2D納米材料，已被廣泛應(yīng)用于吸收、生物醫(yī)藥、催化、電池等領(lǐng)域，因?yàn)?D介孔納米片具有豐富的介孔結(jié)構(gòu)、高度可達(dá)的表面積、短的質(zhì)量/電子傳輸路徑等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有典型表面不對稱、新的孔結(jié)構(gòu)和超薄單層結(jié)構(gòu)的介孔2D納米片。然而，構(gòu)建具有新型孔結(jié)構(gòu)、可調(diào)單層結(jié)構(gòu)、特別是各向異性表面的非對稱2D介孔納米材料還是材料科學(xué)的一大挑戰(zhàn)。基于此，復(fù)旦大學(xué)趙東元院士和內(nèi)蒙古大學(xué)趙再望研究員等人報道了一種雙乳液定向膠束組裝策略，首次精確合成了具有獨(dú)特半開放準(zhǔn)球形介孔的超薄單層、新型的不對稱單層介孔有機(jī)SiO₂納米片（AMONs）。

在這種不對稱的2D結(jié)構(gòu)中，許多準(zhǔn)球形半開放的介孔（直徑約20 nm，開口尺寸為24 nm）被規(guī)則地排列在一個平面上，賦予多孔納米片(尺寸為幾微米)典型的表面各向異性。同時，在每三個半開放的介孔之間也可以發(fā)現(xiàn)大量的三角形間隙(尺寸為4.0-5.0 nm)，使納米片能夠相互連接。重要的是，這種相互連接的各向異性多孔納米片具有超高的可達(dá)表面積(~ 714 m² g^-1)和良好的親脂性，這是由于其豐富的半開放介孔。此外，除了納米片，通過簡單的超聲處理控制乳化尺寸，也可以將非對稱多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)型轉(zhuǎn)化為微膠囊。作為證明，我們發(fā)現(xiàn)不對稱微膠囊具有高破乳效率(>98%)和循環(huán)穩(wěn)定性(>6次循環(huán))。本設(shè)計(jì)為開發(fā)用于各種應(yīng)用的下一代不對稱介孔材料開辟了新的途徑。

文章要點(diǎn)

1、該策略的主要特點(diǎn)是引入1, 3, 5-三甲基苯（TMB）雙乳，同時驅(qū)動膠束收縮方向，并在液-液界面分別穩(wěn)定十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）膠束。在這些非對稱介孔2D納米片中，許多準(zhǔn)球形半開放介孔（直徑約20 nm，開口尺寸為25 nm）被規(guī)則地排列在一個平面上，賦予多孔納米片（尺寸為幾微米）典型的表面各向異性。

2、在每三個半開放的介孔之間也可以觀察到大量的三角形間隙（尺寸為4.0-5.0 nm），使納米片能夠相互連接。因此，這些相互連接的各向異性多孔納米片表現(xiàn)出超高的可達(dá)表面積（~714 m² g^-1）和由于豐富的半開放介孔而具有良好的親脂性。

3、此外，還可以通過精確調(diào)整裝配界面的大小，即簡單的超聲處理來控制乳化尺寸，從而操縱微膠囊的結(jié)構(gòu)。作者證明了這種不對稱微膠囊具有高破乳效率（>98%）和循環(huán)穩(wěn)定性（>6次循環(huán)）。這種簡單高效的策略為合成前所未有的非對稱單層2D介孔納米材料提供了一種新的方法。

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