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《美国化学会志》发表实验室路庆华教授课题组科研成果
发布日期:2008-11-10

      周五, 2008年 10月 31日 13:56

      与外界的相互作用是通过表面来进行的,除了化学成分之外,表面微观结构也是影响物质表面特性的重要因素,如荷叶表面的自清洁功能,雄性孔雀尾部羽毛呈现出绚丽多彩的色彩都得益于表面微观结构。固体表面有序纳米结构对与其接触的外界微观物质的智能化调控正成为纳米技术、物理、化学、生物等多学科交叉的一个最新的研究领域。

  最近,路庆华教授课题组在探索表面微观结构调控介孔孔道方面有重大突破。该研究成果被最新一期《美国化学会志》以快讯方式发表(DOI: 10.1021/ja8003254),该杂志是化学领域最知名的杂志。课题组首先通过表面纳米沟槽各向异性调节表面活性剂(液晶模板分子),由液晶模板分子将规整性信息传递给介孔孔道,从而方便地实现了介孔薄膜孔道的全程有序(Langmuir; 2008; 24(17); 9695-9699)。在此基础上课题组进一步利用更简单的气流法控制液晶模板分子的取向,从而又摆脱了基片衬底的要求,在国际上首次实现了多层介孔薄膜孔道的多向全程控制,该项研究成果为介孔薄膜器件,如薄膜太阳能电池、微传感器、微芯片及光学器件的研究和开发开辟了新的通道。

  有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料,它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视,并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。由于其具有孔道大小均匀、排列有序、孔径可调节等特性,因此,在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料方面将得到巨大的应用。遗憾的是介孔材料在最能发挥其优势的薄膜器件方面迟迟不能获得突破,原因是有序介孔材料实际上只是多筹有序,不能满足薄膜器件全程有序的要求。

  路庆华教授领导的课题组长期从事聚合物表面有序纳米结构对与其接触的外界微观物质的智能调控研究。先后实现了对有机分子(液晶分子)的取向调控,提出新的液晶取向机制和方法;对水滴各向异性调控,提出表面各向异性润湿性机制和控制条件;对具有生命特征的复杂体系——细胞进行调控,发现尺寸在几十微米的细胞对几个纳米尺度的微观结构非常敏感,能够通过表面设计有效控制细胞的生理活动。