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陈虹宇教授课题组在国际顶级学术期刊《JACS》上发表高水平研究论文
阅读次数:547 添加时间:2016/9/6  发布: 管理员

化学合成能力是科技发展的基石之一。没有纳米级别上的合成能力,纳米科技将会是无源之水。但是,合成能力上的进步并不总是容易察觉 ——人们往往更关注新颖的结构,而其背后所需的特殊合成能力,却对纳米科学的发展更具意义。

随着纳米领域的扩展,合成的发展方向已经脱离了简单结构,而趋向于更复杂纳米结构的开发利用。因此,积累新型的纳米结构及新颖的合成方法是合成领域的重点。更重要的是,分析并理解合成机理,并辅以事实证据和相应的化学逻辑,则能对合成能力的推进提供更实在的帮助。

中心化学制造研究部陈虹宇教授课题组在纳米合成领域取得了突破性进展,其成果近日刊登在化学领域国际权威期刊《Journal of the American Chemical Society》上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b06250)。

陈虹宇教授课题组报道了一种新方法,合成了世界上最小的纳米“螺丝”。在相对温和的刻蚀条件下,对PVP(聚乙烯吡咯烷酮)稳定的五次孪晶银纳米线进行刻蚀,并对其形成螺旋结构的成因进行了研究。利用HRTEM,HADDF-STEM,3D打印,断层成像等技术对形成的纳米“螺丝”的复杂形貌结构进行表征后发现,这种不寻常的对称结构的非对称刻蚀行为源于一种独特的刻蚀模式。在刻蚀条件下,孪晶界上首先形成六边形的凹陷,这些凹陷逐渐扩大并在表面能的影响下倾斜地连接,从而形成螺旋形的沟槽。

这项工作的意义不仅仅在于得到了一种新颖有趣的复杂纳米结构。手性结构在日常生活中非常常见,然而在微观领域,由于缺乏直接对纳米结构的操控能力,不对称合成(譬如螺旋)一直以来都是合成的难点。在纳米领域,已知的手性纳米结构的合成方法非常有限,都是通过溶液相或者气相生长的方法。陈虹宇课题组这次采取了一条相反的合成路径,通过刻蚀法得到手性纳米结构,并理解了其内在的作用机制,从而填补了这一方面的空白。(图文:南京工业大学先进化学制造研究院)


刻蚀的具体方式示意图



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