納米顆粒團簇中的自髮結構轉變研究

《納米顆粒團簇中的自髮結構轉變研究》是依託揚州大學，由沈小雙擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米顆粒團簇中的自髮結構轉變研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：沈小雙
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

納米顆粒和原子儘管在尺寸上存在很大的差異，但它們在聚集形成更大尺度的結構時卻表現出很高的相似性。一個典型的例子是納米顆粒在疏水作用下會形成二十面體結構的團簇。這種高度對稱卻又和普通晶體的長程平移序不相容的結構在原子團簇中早已為人們所熟知。然而由於其結構的不穩定性，長期以來人們很難在實驗上確定原子團簇在生長的過程中自發轉變為普通晶體的具體過程。本課題將利用納米顆粒團簇結構的高度穩定性，詳細研究納米顆粒團簇中自髮結構轉變的具體過程，尤其是在實驗上確定該轉變何時以何種方式發生，並弄清理論預言的尺寸效應在實際體系中的表現形式。為此，我們會最佳化現有納米顆粒的製備方法，並探索實現納米顆粒團簇在生長的過程中自發從二十面體結構轉變為超晶體結構的途徑。該研究有望增進我們對發生在原子團簇中對應過程的認識，並能使我們更好地控制納米顆粒團簇的結構，從而有益於我們調控其依賴於結構的整體性能。

結題摘要

本項目主要研究了納米顆粒團簇中自髮結構轉變現象。首先，最佳化了現有的金納米顆粒的合成方法，製備出了尺寸可調的單分散的金納米顆粒。接著用硫醇封端的有著不同聚合度的聚苯乙烯修飾金納米顆粒，製備出了殼層厚度可調的Au@PS核殼納米顆粒。以這些高質量的Au@PS核殼納米顆粒為構築基元，通過自組裝的方法製備了納米顆粒團簇。通過最佳化實驗條件，使納米顆粒團簇在生長的過程中自發地完成從非晶到超晶體的轉變。還研究了納米顆粒團簇中自髮結構轉變的具體方式以及影響因素。成功地觀察到了理論預言的尺寸效應，發現團簇尺寸的增大是結構轉變的直接誘因。上述研究為人們理解原子團簇中的對應過程提供了參照，也為人們製備具有不同性能的納米顆粒團簇提供了可行的方法。