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胶体纳米粒子在流体-流体界面的扩散与自组装耦合动力学

DOI：10.1021/acs.langmuir.0c00524 期刊：Langmuir 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 我们研究了调控胶体纳米粒子在两种不相溶液体界面自组装的物理化学及传输现象。通过结合具有200毫秒时间分辨能力的原位掠入射小角X射线散射（GISAXS）与电子显微镜测量，我们深入揭示了溶剂铺展、纳米粒子组装以及气液界面退缩对自组装薄膜形貌的耦合影响。研究以乙二醇底层中分散的油酸包覆PbSe纳米粒子为模型体系，阐明了表面张力、纳米粒子溶解度、芳香性及极性等溶剂参数如何影响纳米粒子超晶格的中观尺度形貌。研究发现纳米粒子前驱体单层膜会在体相溶液前方铺展，并影响溶剂在底层的扩散行为。深化理解动力学现象（即溶剂铺展与蒸发）对超晶格形貌的影响机制，对于阐明形成机理并最终实现具有长程有序的高质量超晶格组装至关重要。
作者： Daniel Mate Balazs，Tyler Allan Dunbar，Detlef-M. Smilgies，Tobias Hanrath
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究支配两种不相溶液体界面处胶体纳米粒子自组装的物理化学和传输现象。

研究成果

该研究为两种不相溶液体界面处伴随纳米粒子超晶格形成的物理化学过程提供了新见解，揭示了表面张力驱动的润湿与铺展、以及溶剂蒸发驱动的去润湿对自组装纳米粒子结构形貌的相互作用。溶剂选择会影响胶体纳米粒子壳层的纳米级"软度"及宏观流体铺展行为，其中纳米粒子的溶解度被确认为形成均匀优质薄膜的关键因素。

研究不足

该研究聚焦于油酸钝化的硒化铅纳米颗粒及特定溶剂（DE、ME、DCB），这可能限制研究结果对其他纳米颗粒体系或溶剂的普适性。200毫秒的时间分辨率虽快，但可能无法捕捉所有纳米尺度的动态过程。

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