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高等研究院高永祥研究员在《Soft Matter》发表封面论文

作者:admin | 发布时间:2018-03-30 | 浏览次数:667
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近日,高永祥研究员在非球形胶体组装研究上取得了重要进展,在经典杂志《Soft Matter》上发表了以“Structural disorder, filament growth and self-poisoning in short rods confined onto a flat wall”为题的封面文章(10.1039/C7SM01761H)。高永祥研究员为第一和通讯作者,深圳大学为第一完成单位和通讯单位。

胶体是大小在10纳米至几个微米之间的微小颗粒。这些颗粒通过随机的布朗运动可以自发的组装成特定结构,而该过程是构建微纳米结构材料的重要方式。颗粒的形状对于组装结构有着重要影响,尤其是非球形颗粒通过方向熵与位移熵之间的竞争,展现了比球形颗粒更为丰富的堆积结构。而理解粒子形状与组装结构之间的关联是软物质领域的核心物理问题之一。

高永祥研究员与牛津大学Dirk Aarts与Roel Dullens教授合作,将二氧化硅(玻璃的主要成分)棒限制在平面上作为二维短球柱模型体系,并研究了该体系结构随堆积密度的变化。结合共聚焦显微术(左图)与图像处理,精准地在单粒子尺度观测体系的结构变化。通过结构重建与分析(右图),揭示了二维短球柱体系在高浓度时自我陷入由一维细丝状团簇堆砌成的无序结构。该工作的主要贡献是发现了扰乱结晶过程及结构粗化的自中毒机理,即体系自发地形成‘T’结构,而该结构与结晶和细丝团簇生长均不相容。之前,自中毒机理只在计算机模拟当中被预测过。这项工作为利用形状控制自组装微纳米结构提供了新的见解与知识。


’T’ 形自中毒结构导致胶体短棒在高浓度时无法结晶,形成无序堆积的一维细丝结构。 (a) 共聚焦显微镜图片;内置图为扫描电镜图片。(b) 结构重建与分析图片;内置图为‘T’结构。

全文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/sm/c7sm01761h