有机改性纳米陶瓷颗粒自组装高性能超晶复合材料
2020-12-26 09:54:27
日前，德国汉堡工业大学和汉堡大学的科研人员通过对纳米颗粒有机改性自主装方法，制备出毫米等级的层状超晶复合材料，而该方法证明有机相和颗粒的浓度决定了复合材料的微观结构和力学性能。该成果发表在Nature子刊scientific reports上。
不同有机相下纳米氧化铁颗粒电镜对比
生物材料通常所表现出优异的综合机械性能由其层状结构所决定，该结构则由矿物质和蛋白质动态受控生长组装，但人工合成该结构则面临诸多挑战。该研究利用油酸盐对纳米氧化铁改性，并通过溶液蒸发自组装制备超晶复合材料。研究人员发现，在有机相过饱和状态下，该材料结构的形成机制稳定，但如果能控制适当的有机相浓度，则可以获得机械性能更好的层状结构。此外，超晶复合材料的最终尺寸则受氧化铁纳米颗粒浓度的影响。
不同质量浓度的溶液蒸发过程对比发现，有机相浓度刚好在氧化铁纳米颗粒形成单层包覆，所得到的超晶复合材料的硬度和模量系数为最佳。相比有机相过饱和溶液制备的均匀稳定结构的超晶材料，适当浓度下制备的层状结构具备更高的断裂韧性。该项研究成果为制备高性能超晶材料打好了基础。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-019-39934-4
YUXI 编译