莱斯大学开发氮化硼纳米管液晶自组装新方法
2025-06-27 14:32
来源:莱斯大学
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美国莱斯大学研究团队近日在《朗缪尔》杂志发表封面文章,开发出一种利用胆盐表面活性剂诱导氮化硼纳米管(BNNT)在水中形成有序液晶相的新方法。这项突破性研究为航空航天和电子领域的新型功能材料开发提供了创新解决方案。

研究由AJ Hartsook化学与生物分子工程教授Matteo Pasquali领导,团队成员包括具有建筑学背景的第一作者Joe Khoury。Khoury在实验过程中敏锐地观察到:"当水从BNNT分散体中过滤时,剩余物质在偏振光下发光,这提示了液晶相的形成。"基于这一发现,团队系统研究了脱氧胆酸钠(SDC)表面活性剂浓度对BNNT自组装行为的影响。

研究取得了三项关键突破:首先,团队成功绘制了首个全面的BNNT-表面活性剂相图,为预测不同浓度条件下的材料行为提供了路线图;其次,开发出简单可靠的薄膜制备工艺,通过特制刀片剪切可获得排列整齐的BNNT薄膜;最后,证实溶液中的有序排列可完美保留至固态材料中。Pasquali教授强调:"这种方法无需强酸或苛刻条件,为纳米棒液晶研究提供了理想模型系统。"

实验数据显示,所得BNNT薄膜具有优异的透明性和机械强度,在热管理和结构增强方面展现出独特优势。这种材料有望应用于制造更轻量、更耐热的高性能航空部件和电子器件。Khoury补充道:"我们的方法具有高度可扩展性,为下一代功能纳米材料提供了新平台。"

更多信息: Joe F. Khoury 等人,《氮化硼纳米管水分散体的溶致液晶相行为》,Langmuir (2025)。期刊信息: Langmuir

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