气泡印刷精准控制非对称颗粒取向组装研究获进展

自LB薄膜手艺创造以来，流体界面组拆手艺被认为是造备高精度长程有序薄膜的有效办法，并具有应用于图案化先辈集成器件造造的潜力。若何快速产生流体界面按捺体相合作组拆，并强化流体限域感化按捺界面处无序运动，是图案化流体界面组拆中的关键问题。以Janus纳米颗粒（JNPs）为代表的高分子-胶体杂化质料具有丰硕的外形/功用可编程性，在造备新型光电器件上颇具应用前景。然而，形态不合错误称性带来的熵效应使其停止长程有序的定向组拆和器件造造面对挑战。

近期，中国科学院化学研究所绿色印刷院重点尝试室宋延林课题组与清华大学传授杨振忠合做，操纵雪人型Janus颗粒为非对称双亲性模子系统，提出了气泡驱动的快速准一维图案化界面战略，实现了Janus单颗粒取向可控（同轴或异轴）长程有序组拆与图案化。研究发现，模板化气泡的快速构成在动力学上利于界面定向，而弧形液桥中封锁的准一维界面能够约束颗粒的无序扭转，产生远间隔的优良定向Janus单颗粒链。同时，蒸发过程中颗粒的界面取向能够转移到枯燥后的组拆构造中，通过调理Janus颗粒两亲性与外表活性剂能够调控组拆构造取向。Zeta电位测试和外表张力测试表白，“疏水-亲水”微构造包管了界面曲立取向而招致异轴组拆，“亲水-亲水”微构造包管了界面平躺取向而招致同轴组拆。理论阐发表白，快速构成的准一维界在动力学上对颗粒的界面取向行为颇为重要，也是组拆系统在蒸发过程中维持有序性的关键因素。该工做进一步切磋了取向构造的光学各向异性，并操纵其差别化的光散射偏振依赖性别离构建了“与”门和“或”门逻辑器件。

相关研究功效颁发在《美国化学会志》上。研究工做得到科技部、国度天然科学基金、北京分子科学国度研究中心、中科院的撑持。

图1.气泡驱动快速准一维界面战略构建Janus颗粒长程取向可控组拆体

图2.Janus颗粒长程有序组拆体取向依赖的偏振光散射性量

来源：中国科学院化学研究所

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