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趙東元院士&趙再望JACS最新研究成果！！

來源：時間：2023-12-19 15:59:33 瀏覽：2436次

第一作者：Hanxing Chen

通訊作者：趙東元院士、趙再望研究員

通訊單位：復旦大學、內蒙古大學

DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.3c09927

研究背景

二維（2D）納米材料因其在光學、電學和力學方面的優異性能而受到廣泛關注。介孔納米片作為典型的2D納米材料，已被廣泛應用于吸收、生物醫藥、催化、電池等領域，因為2D介孔納米片具有豐富的介孔結構、高度可達的表面積、短的質量/電子傳輸路徑等優點，特別是具有典型表面不對稱、新的孔結構和超薄單層結構的介孔2D納米片。然而，構建具有新型孔結構、可調單層結構、特別是各向異性表面的非對稱2D介孔納米材料還是材料科學的一大挑戰。基于此，復旦大學趙東元院士和內蒙古大學趙再望研究員等人報道了一種雙乳液定向膠束組裝策略，首次精確合成了具有獨特半開放準球形介孔的超薄單層、新型的不對稱單層介孔有機SiO₂納米片（AMONs）。

在這種不對稱的2D結構中，許多準球形半開放的介孔（直徑約20 nm，開口尺寸為24 nm）被規則地排列在一個平面上，賦予多孔納米片(尺寸為幾微米)典型的表面各向異性。同時，在每三個半開放的介孔之間也可以發現大量的三角形間隙(尺寸為4.0-5.0 nm)，使納米片能夠相互連接。重要的是，這種相互連接的各向異性多孔納米片具有超高的可達表面積(~ 714 m² g^-1)和良好的親脂性，這是由于其豐富的半開放介孔。此外，除了納米片，通過簡單的超聲處理控制乳化尺寸，也可以將非對稱多孔結構的構型轉化為微膠囊。作為證明，我們發現不對稱微膠囊具有高破乳效率(>98%)和循環穩定性(>6次循環)。本設計為開發用于各種應用的下一代不對稱介孔材料開辟了新的途徑。

文章要點

1、該策略的主要特點是引入1, 3, 5-三甲基苯（TMB）雙乳，同時驅動膠束收縮方向，并在液-液界面分別穩定十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）膠束。在這些非對稱介孔2D納米片中，許多準球形半開放介孔（直徑約20 nm，開口尺寸為25 nm）被規則地排列在一個平面上，賦予多孔納米片（尺寸為幾微米）典型的表面各向異性。

2、在每三個半開放的介孔之間也可以觀察到大量的三角形間隙（尺寸為4.0-5.0 nm），使納米片能夠相互連接。因此，這些相互連接的各向異性多孔納米片表現出超高的可達表面積（~714 m² g^-1）和由于豐富的半開放介孔而具有良好的親脂性。

3、此外，還可以通過精確調整裝配界面的大小，即簡單的超聲處理來控制乳化尺寸，從而操縱微膠囊的結構。作者證明了這種不對稱微膠囊具有高破乳效率（>98%）和循環穩定性（>6次循環）。這種簡單高效的策略為合成前所未有的非對稱單層2D介孔納米材料提供了一種新的方法。

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