1、自組裝及其最新研究自組裝及其最新研究 Self-assembly講解：黃翔組員：陳慧 于宇 茅茜茜 潘琳鈺 張盟 唐忠敏 高軍 張澤權(quán) 余亞東時(shí)間：2015.1.5主要內(nèi)容主要內(nèi)容自組裝概述自組裝概述14動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝23自組裝應(yīng)用和前景自組裝應(yīng)用和前景自組裝是指由基本結(jié)構(gòu)單元組成的無序系統(tǒng)在一定條件下自發(fā)形成有序的具有一定規(guī)則幾何外觀結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。自組裝概述自組裝概述自組裝的定義1.無序到有序2.自發(fā)過程3.各種材料各種尺度的組裝特特點(diǎn)點(diǎn)自組裝的條件：（1）導(dǎo)向作用（2）分子識別 氫鍵作用靜電作用自組裝自組裝驅(qū)動力驅(qū)動力配位作用尺寸形狀作用毛細(xì)管力電磁場力親水疏水作用自組裝概述自組裝

2、概述自自組組裝裝分分類類定向自組裝分子自組裝靜態(tài)自組裝動態(tài)自組裝外形識別，模板定向和定位分子識別，自發(fā)形成平衡條件，不需能量結(jié)構(gòu)不隨時(shí)間變化。非平衡條件，消耗能量結(jié)構(gòu)隨時(shí)間動態(tài)變化。有無模板是否消耗能量自組裝概述自組裝概述Langmuir和Blodgett共同提出，起初制膜材料多為簡單的二嗜性分子自組裝概述自組裝概述自組裝的發(fā)展通過化學(xué)修飾實(shí)現(xiàn)功能性納米粒子的可控分級有序自組裝發(fā)軔于Pedersen 對冠醚的基礎(chǔ)性研究，稱為“分子以外的化學(xué)”Poglazov 等發(fā)表了幾篇關(guān)于噬菌體頭部、尾部和外殼自組裝的論文Decher等首次利用線型陰陽離子聚電解質(zhì)通過靜電自組裝方法成功制備了多層復(fù)合平板膜D

3、NA 編織納米結(jié)構(gòu)蛋白納米線病毒衣殼蛋白自組裝運(yùn)載體等1930s L-B膜1960s 生物結(jié)構(gòu)自組裝1980s 大分子自組裝1990s 層層自組裝21st納米自組裝21st 生物超分子自組裝最誘人的方面：動態(tài)自組裝最誘人的方面：動態(tài)自組裝基本原理：最大熵原理，最小自由能原理研究系統(tǒng)：非平衡態(tài)的開放耗散系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：可變性，自修復(fù)，自復(fù)制調(diào)控手段：光波，磁場，電場，熱，離心力，聲波，對流等。溶劑誘導(dǎo)調(diào)控結(jié)構(gòu)，熱調(diào)控順反異構(gòu)及手性變化，光激發(fā)調(diào)控產(chǎn)生光異構(gòu)化，電位控制產(chǎn)生表面電化學(xué)反應(yīng)改變親水疏水性等。動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝-Fe2O3 SiO2的組裝動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝橢球形顆粒的制備橢球形顆粒的制備

4、Fe(ClO4)36H2O500ml水超聲溶解100靜置24h降至室溫NaH2PO4PVP K90紡錘形-Fe2O3-Fe2O3TMAH乙醇和水每2h加入TEOS 360 H2還原3h240空氣氧化2h橢球形-Fe2O3 SiO2顆粒的形貌表征顆粒的形貌表征動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝紡錘形-Fe2O3軸比39SEM images (scale bars: 1mm) of A) bare hematite spindles and of a-Fe2O3/SiO2 coreshell ellipsoids with aspect ratio of B) 1.5 and C) 1.3.橢球形-Fe2O3S

5、iO2軸比1.5橢球形-Fe2O3SiO2軸比1.3-Fe2O3 SiO2的組裝動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝橢球顆粒的對流自組裝橢球顆粒的對流自組裝將橢球形-Fe2O3SiO2分散在乙醇中超聲3-4h，在插入一個(gè)經(jīng)預(yù)處理的玻璃基板。顆粒通過毛細(xì)管作用力利用對流自組裝方法形成三維結(jié)構(gòu)。-Fe2O3 SiO2的組裝F：磁力g：重力f：毛細(xì)管力動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝磁場調(diào)控取向組裝磁場調(diào)控取向組裝如何使橢球形顆粒實(shí)現(xiàn)定向取向？磁場磁場磁場強(qiáng)度為3600 Oe的RuFeB磁鐵置于燒杯上方，可以通過調(diào)節(jié)磁鐵與溶液的距離來控制磁場強(qiáng)度，將裝置在65下進(jìn)行24h。L =MH sin（為主軸與磁場的夾角）為主軸與磁場的

6、夾角）當(dāng)=0時(shí)，磁矩消失，顆粒的主軸方向與磁場方向平行，實(shí)現(xiàn)定向取向。HM-Fe2O3 SiO2的組裝動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝Figure 6 B and C are the outer and inner (111) planes of triclinic lattice. Figure 6 D and E are the (110) and (112) planes組裝結(jié)構(gòu)的形貌表征組裝結(jié)構(gòu)的形貌表征-Fe2O3 SiO2的組裝自組裝自組裝應(yīng)用應(yīng)用生物醫(yī)藥光電器件膜材料其他藥物緩釋生物傳感器超級電容器有機(jī)光電功能材料光驅(qū)動無機(jī)納米晶納米有序薄膜DNA納米粒子自組裝膠體自愈合智能凝膠材料電化學(xué)能

7、源轉(zhuǎn)換和儲能器件液晶材料自組裝自組裝自組裝前景展望前景展望功能化實(shí)用化動態(tài)自組裝動態(tài)自組裝參考文獻(xiàn)1 Ding, T., et al. (2009). Fabrication of 3D Photonic Crystals of Ellipsoids: Convective Self-Assembly in Magnetic Field. Advanced Materials 21(19): 1936-1940.2 Mittal, M. and E. M. Furst (2009). Electric Field-Directed Convective Assembly of Ellipsoi

8、dal Colloidal Particles to Create Optically and Mechanically Anisotropic Thin Films. Advanced Functional Materials 19(20): 3271-3278.3 Chen, X., et al. (2013). Self-assembly of ZnO nanoparticles into hollow microspheres via a facile solvothermal route and their application as gas sensor. CrystEngCom

9、m 15(36): 7243.4 Schenkel, J. H., et al. (2014). Self-assembly of soft hybrid materials directed by light and a magnetic field. Adv Mater 26(7): 1076-1080.5 Tasoglu, S., et al. (2014). Guided and magnetic self-assembly of tunable magnetoceptive gels. Nat Commun 5: 4702.6 Marcin Fialkowski, et al.(2006). Principles and Implementations of Dissipative (Dynamic) Self-Assembly. J. Phys Chem 110(6): 2482-2496.Thank You 人有了知識，就會具備各種分析能力，