综述:一维亚纳米材料的组装与加工

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Small 12.1

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了1D亚纳米材料(SNMs)的结构特性与多功能应用前景,重点介绍了自组装(self-assembly)、湿法纺丝(wet-spinning)、电纺(electrospinning)等无聚合物添加剂加工技术,及其在偏振材料、光热转换器件、刺激响应平台等领域的突破性进展,为动态功能材料开发提供新范式。

  

Abstract

1D亚纳米材料(SNMs)以接近单晶胞尺寸的直径或厚度(如纳米线、纳米带)兼具无机材料本征功能性和类聚合物加工特性。其独特的多级相互作用体系使其成为柔性可编程的基元,通过自组装(self-assembly)、定向涂层(directional coating)、冷冻铸造(freezing-casting)等技术可构建自支撑纤维、薄膜及三维结构,突破传统无机材料的脆性局限。

多功能组装策略

Langmuir-Blodgett技术可实现单分子层有序排列,而湿法纺丝(wet-spinning)能规模化制备高机械强度纤维。电纺(electrospinning)工艺赋予材料微纳尺度孔隙结构,显著提升光热转换器件的光捕获效率。动态特性设计方面,刺激响应型SNMs通过可逆相变实现催化活性开关,如温敏性钒氧化物纳米带在25-80°C区间展现>90%的催化效率波动。

应用前沿

偏振材料领域,取向排列的SNMs薄膜可实现>99%的线性偏振选择性;有机凝胶(organogels)中SNMs的π-π堆叠网络使其储能模量提升3个数量级。光热转换器件在808 nm激光照射下达到85%的能量转化率,而荧光材料通过表面配体工程实现全可见光谱调控。

未来挑战

大规模自动化组装(automated assembly)需解决SNMs分散稳定性与取向控制的矛盾,回收利用(recyclability)技术则需开发非破坏性解离方法。机械增强型SNMs与生物相容性涂层的结合,将为植入式医疗器件开辟新路径。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号