找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1118|回复: 0

[材料资讯] 高超课题组在氧化石墨烯液晶的非球形组装取得新进展

[复制链接]

14

主题

23

帖子

34

积分

新手上路

Rank: 1

积分
34
发表于 2019-7-17 16:53:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
液晶材料是一类在自然界和人造材料中都广泛存在的材料,在显示屏、传感器、智能弹性材料等领域都有着广泛的应用。对于液晶材料而言,调控其内部的取向结构和拓扑构象是研究液晶理论和调控液晶材料性能的关键。现有的研究手段一般是将液晶限域在高度对称的空间里,如球形、椭球形、圆柱形,来探索它的三维拓扑结构。液晶材料本身具有类似弹性体的性质,想要将液晶限域在复杂的非球形的三维空间中会引起很大的弹性畸变,因此,复杂的非球形状的液晶组装体很难稳定存在。迄今为止,制备复杂几何形状的液晶组装体并探索其内部的拓扑构象仍是一个巨大的挑战。
  近日,浙江大学高超教授(共同通讯)、许震特聘研究员(共同通讯)团队及其他合作者(浙江大学郑强教授宋义虎教授)共同努力,在前期工作的基础上,采用滴落撞击组装法(Drop Impact Assembly, DIA)制备出了多种具有复杂几何形状的非球液晶组装体,并对其内部拓扑结构和成型机理进行了研究。

氧化石墨烯液晶

氧化石墨烯液晶
图一 (a)DIA过程示意图,(b,c)大规模制备的形状均一稳定的水母状和榛果状液晶组装体。
  研究人员通过DIA的方法,将氧化石墨烯液晶滴落到含有氯化钙的凝固浴中,制备出了具有不同形状的氧化石墨烯液晶组装体。DIA工艺被广泛用于液体组装领域,通过对滴落高度和液体表面张力的调节可以得到多种不同形状的瞬态结构。氧化石墨烯液晶独特的剪切变稀行为使得氧化石墨烯液滴内的片在撞击作用下可以有效取向。同时,氧化石墨烯片上丰富的含氧官能团也有助于液滴在阳离子的作用下迅速形成凝胶,从而维持住撞击时形成的丰富的形状结构。
  得益于液晶所特有的双折射现象,该团队通过偏光高速成像的技术对DIA过程进行了实时观测,进一步探究了不同形状组装体的成型机理。研究人员研究了滴落高度和氧化石墨烯溶液浓度对液滴形状的影响,通过对大量的实验数据的总结,得到了相应的相图,为DIA法制备复杂形状的液晶组装体提供了指导性的思路。此外,该项研究工作将这一制备方法拓展到了氧化石墨烯/海藻酸钠、氧化石墨烯/四氧化三铁等复合体系中,进一步拓展了这一方法的应用范围和功能性。
  这一成果的取得也得益于高超教授团队之前的积累和对前人工作的学习借鉴。早在2011年,该研究团队就发现了氧化石墨烯液晶性,并利用液晶进行纺丝,从而开拓氧化石墨烯液晶及其宏观组装研究领域。相关工作包括(ACS Nano  2011, 5, 2908.;Nat. Commun., 2011, 2, 571.;Acc. Chem. Res., 2014, 47(4), 1267-1276.;Chem. Rev., 2015, 115(15), 7046?7117.;Adv. Mater., 2016, 28, 7941.)。
  相关成果以“Nonsphere Drop Impact Assembly of Graphene Oxide Liquid Crystals”为题发表在ACS Nano上,论文的第一作者为高超教授团队的出站博士后杨秋艳,目前就职西湖大学,共同第一作者为高超团队博士生姜炎秋。浙江大学高分子科学与工程学系的郑强教授和宋义虎教授为该项工作的完成提供了大力支持和合作指导。论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等相关经费的资助。

高超教授,浙江大学求是特聘教授、博士生导师、高分子科学研究所所长,浙江省科协第十届委员会常委、委员,浙江大学学术委员会委员。主要从事石墨烯化学与组装等方面的研究。在Nat. Commun.Adv. Mater.Acc. Chem. Res.等期刊发表SCI收录文章170余篇,他引10000余次。共同主编Wiley出版的英文专著1本,为英文专著撰写6个章节,已授权中国发明专利39项,担任Nano-Micro Lett.、《中国科学:化学》、《功能高分子学报》、期刊编委,中国能源学会专家委员会委员。入选国家第二批“万人计划”科技创新领军人才、科技部“创新人才推进计划中青年科技创新领军人才”、“浙江省151人才工程第一层次培养人员”、“Academician of Asia-Pacific Academy of Materials (APAM)”,获得“钱宝钧纤维奖 青年学者”、国家杰出青年科学基金、“GoldKangaroo World Innovation Award”、“第十二届浙江省青年科技奖”、“浙江大学十大学术进展”等人才计划或荣誉。

许震 博士,浙江大学百人计划特聘研究员,博士生导师。2013年9月毕业于浙江大学高分子系获博士学位。2013-2015年在浙江大学高分子系从事博士后研究,2015-2016年在英国剑桥大学石墨烯中心Andrea Ferrari 教授课题组从事博士后研究。2017年加入浙江大学高分子系。主要研究方向是石墨烯液晶、石墨烯纤维及宏观组装材料以及二维材料组装行为。至今共发表文章30多篇,其中一作文章13篇,包括1篇Nature Communications,4篇Advanced Materials,2篇ACS Nano,1篇Account of Chemical Researches 等。文章多次被Nature, Nature News, NPG Asia Materials等学术媒体以及Scientific America, BBC等大众媒体报道,产生了广泛的影响。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-29 20:13 , Processed in 0.093112 second(s), 44 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表