中科大在低维纳米材料的化学合成上获重要进展
2003/09/25 点击 3862 次
日前,中国科技大学化学与材料科学学院俞书宏教授领导的课题组在中国科学院“引进国外杰出人才”计划的支持下,在温和的反应条件下合成出多种低维半导体纳米材料,并在探寻温和而有效的纳米化学合成新途径、特殊纳米结构的生物矿化合成等方面取得重要进展。
主要表现在以下三个方面。一是,通过适当调节对温度敏感的单胺与金属离子间的配位作用力,实现对纳米晶形状的有效调控。运用单胺(-NH2)溶剂作为“形状控制器”在温和的反应条件下合成出多种低维半导体纳米材料如CdS, CdSe, ZnSe, 和PbSe等,其中六方相ZnSe纳米棒的合成尚属首次。该论文于2002年发表于国际著名化学期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。审稿人评价称:“作者精心提出了一条普适的合成具有有趣形状的多种低维半导体纳米材料的新途径。”
二是,实现了对钨酸盐和钼酸盐纳米棒/线以及稀土家族钨酸盐和钼酸盐的纳米新结构的广普合成。通过对水热反应的动力学的调控,成功控制纳米棒/线的长径比及其微结构,提出了此类化合物纳米棒/线普适的形貌形成机理,此类化合物新颖的纳米结构的有效调控与高产量广普合成对进一步探索其光电磁等方面的性质将具有重要的意义。相关论文分别发表于Adv. Funct. Mater.和被Chem. Eur. J. 接受。该项系统性的工作被Wiley审稿人评价为:“作者描述了一个独特的普适的方法制备多种钨酸盐纳米棒/线”和“完美的纳米结构新材料”。论文于今年8月份发表刚不久,即被评为德国Wiley出版社“Polymer and Materials Science”期刊的“Top Articles”之一。
三是,与德国马普学会胶体与界面研究所合作,开发出多种对无机材料的生物矿化过程晶体的成核、晶化、生长及取向具有特殊调控作用的双亲水二嵌段聚合物和两亲分子有序组合体共聚物。运用这些聚合物作为模板可望于常温常压下获得具有特殊形状和新颖结构的纳米材料。其中超长BaCrO4和 BaSO4 纳米线束(长径比达5000)及其自组织而成的等级结构和重复类似结构的超结构的工作被美国化学会纳米通讯Nano Letters选为该期刊的今年3月份的特征封面(Cover art);此外,发现通过引入带正电荷的聚电解质胶囊或其它胶体粒子成功地控制了BaCrO4的成核及生长,制得了超长而分散开的纳米线,论文发表在先进材料Adv. Mater.上。
此外,中国科技大学的研究人员还运用生物矿化方法还成功制备了一系列具有尺寸、结构、形状可控的金属碳酸盐如CaCO3、BaCO3等生物矿物材料,并提出了可能的矿化机理,该邀请论文被美国化学会J. Phys. Chem. B审稿人评价为:“有关矿化合成金属碳酸盐超结构的论文是一个清晰而系统的非常好的研究之一”,“祝贺作者有关聚合物模板生物矿化合成的工作及他们对模板与正在发展的无机相间的作用的深入研究,所取得的结果非常重要。”该文发表于今年7月份的JPC特别纪念专集中,该专集是JPC为纪念德国著名物理化学家而专门邀请世界著名的课题组为该文集撰写高质量的论文。据有关专家透露,此生物矿化方法有可能广泛应用于其它先进无机纳米材料的合成。
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