程式變溫微流體法製備核殼結構型納米材料

《程式變溫微流體法製備核殼結構型納米材料》是依託北京航空航天大學，由宋玉軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：程式變溫微流體法製備核殼結構型納米材料
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：宋玉軍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本課題擬在我們用微流體反應器對納米材料的尺寸、結構、性能和穩定性可控研究的基礎上，通過程式變溫微流體法解決對核殼結構型納米材料的層次結構和界面性能進行精確調控的難題，研究相關結構參數對核殼結構型納米材料的磁性能和界面磁電交換耦合效應的調節機制。該課題對設計特定磁性能和電性能的核殼結構型納米材料具有重要的理論意義，是製備核磁共振分子影像增效劑、高解析度生物感測器、高靈敏度巨磁阻抗地磁導航儀的材料基礎。研究中以（FeCoXAl）@X（X為Ag或Au）核殼結構型納米顆粒為研究對象，線上調控磁性核的晶體結構、表面性能和殼層厚度，研究這些結構參數對材料磁性能和界面磁電交換耦合效應的制約機制，並製備出結構穩定性能可調的單分散或窄分散核殼結構型納米材料。該課題為開發多層次納米顆粒內各組分間的磁電耦合效應的套用提供理論指導，為特種功能型納米材料的可控制備提供一個新方法。

結題摘要

核殼結構使納米材料多功能化、組份耦合效應最大化，從而最佳化材料性能並克服尺度變小產生的矛盾，使其在能源、信息和生物醫學領域具有潛在套用價值，是當前納米材料研究前沿之一。本項目開發程式變溫微流控技術，輔以原位生成、置換-外延生長工藝調控核殼結構，成功製備出多種核殼納米材料。通過原位生成工藝製備出殼層均勻的金屬合金@金屬氧化物核殼納米材料, 如FeB@Fe3O4、FeAl@Al2O3、CoFeAl@Al2O3.；運用高溫成核、低溫終止微流體技術獲得2-7nm均勻粒徑的核，再通過程式變溫精確調節原位置換-外延生長參數製備出金屬合金@貴金屬異質核殼納米材料，如Co@Au、CoFe@Au、CoFe@Ag等。在原子尺度上研究核、殼結構與其界面結構及其磁、光性能和穩定性的相關性。提出納米尺度非晶態理念，從根本上解決了核殼晶格匹配難題；提出多級耦合納米結構模型，解決納米尺度下鐵磁性和超順磁性的矛盾；獲得了一種高效環保、結構可控批量製備核殼納米材料的通用方法。在J. Phys. Chem. C、Nanoscale等上發表SCI論文11篇，SCI引用22次，發表專著章節一篇，申請3個專利，獲批1項，在國際會議作報告4次。