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研究与创新

沙堡激发了新的纳米粒子绑定技术

NC国家研究人员开发一种将纳米颗粒组装成液体(左)的技术。长丝可以被打破(中间),然后重新组装(右)。图片由Bhuvnesh Bharti提供。

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如果你想在液体中形成非常灵活的纳米颗粒链,以便用柔性接头构建微小的机器人或制造磁性自我愈合的凝胶,你需要恢复童年并考虑沙堡。

在一个本周发布自然材料,来自北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学的研究人员表明,在油性液体壳中封装在水中的磁性纳米粒子可以在水中结合在一起,就像混合的砂颗粒一样,可以形成沙烧。

“Because oil and water don’t mix, the oil wets the particles and creates capillary bridges between them so that the particles stick together on contact,” said Orlin Velev, INVISTA Professor of Chemical and Biomolecular Engineering at NC State and the corresponding author of the paper.

“然后,我们加入磁场以安排纳米粒子链并提供方向性,”NC状态的化学和生物分子工程研究助理教授Bhuvnesh Bharti说,“纸张的第一作者。

寒冷的油就像干燥沙堡一样。从45摄氏度降低到15摄氏度的温度冻结油并使桥梁脆弱,导致纳米粒子链的破裂和破碎。然而,如果温度升高,则破碎的纳米颗粒链将重新形成,将油液和外部磁场施加到颗粒上。

“换句话说,这种材料是温度响应性,并且这些柔软和柔性结构可以被拉开并重新排列,”Velev说。“并且没有必要的其他化学品。”

“这项研究是NSF材料研究科学和工程中心启动的合作结果,促进了三角大学之间的相互作用。”Michael Rubinstein说,John P. Barker杰出UNC的化学教授和本文的共同作者。

该论文还由Anne-Laure Vameau,来自法国Inra的访问研究员Anne-Laure Vameau。该研究由国家科学基金会通过Triangle MRSEC在可编程软件和美国陆军研究办公室进行资助。

- Kulikowski -

编辑的注释:纸上的摘要跟随。

“纳米粒子介导的纳米粒子磁性组件进入超折叠长丝和可重构网络”

作者:Bhuvensh Bharti和奥林D. Velev,北卡罗来纳州立大学;安妮 - 法国法国农业研究所研究所;迈克尔·鲁内斯坦,北卡罗来纳大学教堂山

发表:2015年8月3日,在线自然材料

迪伊:10.1038 / nmat4364

抽象的:使用可调谐结构和性质的多功能材料的制造需要编程其构建块的编程绑定。例如,通过外部场中的长距离结构组织的颗粒可以通过静电或范德华吸引物永久地与静电链,或通过诸如表面接枝的DNA或聚合物的软分子接头中的柔性链。在这里,我们表明涂有液体脂质壳的磁性纳米粒子之间的毛细管性介导的结合可用于超细微丝和网络结构的组装。由于纳米颗粒之间的毛细管桥的流动性及其在接触上的可逆结合,这些长丝可以在机械损伤上磁性再生。纳卡卡拉里力为组装动态可重新配置的多功能材料提供机会,该材料可以将应用作为微操纵器,具有超流接头的微生物,或磁性自修复凝胶。

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