日前，德國漢堡工業大學和漢堡大學的科研人員通過對納米顆粒有機改性自主裝方法，制備出毫米等級的層狀超晶復合材料，而該方法證明有機相和顆粒的濃度決定了復合材料的微觀結構和力學性能。該成果發表在Nature子刊scientific reports上。
不同有機相下納米氧化鐵顆粒電鏡對比
生物材料通常所表現出優異的綜合機械性能由其層狀結構所決定，該結構則由礦物質和蛋白質動態受控生長組裝，但人工合成該結構則面臨諸多挑戰。該研究利用油酸鹽對納米氧化鐵改性，并通過溶液蒸發自組裝制備超晶復合材料。研究人員發現，在有機相過飽和狀態下，該材料結構的形成機制穩定，但如果能控制適當的有機相濃度，則可以獲得機械性能更好的層狀結構。此外，超晶復合材料的最終尺寸則受氧化鐵納米顆粒濃度的影響。
不同質量濃度的溶液蒸發過程對比發現，有機相濃度剛好在氧化鐵納米顆粒形成單層包覆，所得到的超晶復合材料的硬度和模量系數為最佳。相比有機相過飽和溶液制備的均勻穩定結構的超晶材料，適當濃度下制備的層狀結構具備更高的斷裂韌性。該項研究成果為制備高性能超晶材料打好了基礎。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-019-39934-4
YUXI 編譯
作者：粉體圈
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