粒子组装效率高达97.5%!中国学者提出超快速组装术( 三 )
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(来源:ScienceAdvances)
发展低成本的薄膜共性技术
在应用上 , 黄又举教授认为该成果主要有三大优势
其一 , 借助该成果可发展出一种低成本的薄膜共性技术 。 黄又举表示 , 该方法显然可满足工程技术成本大于4英寸的要求 , 更可达到4.3英寸的工程应用级别 。
而且 , 相比其他薄膜技术苛刻的环境要求比如高温等 , 该方法简单且快捷 。 该团队希望在和同行的共同努力下 , 能把它用于工程领域 。
其二 , 在柔性传感器件领域具有一定应用价值 。 纳米或微米粒子阵列 , 已成为柔性器件传感单元的主要基材来源 。 本次薄膜技术不仅可满足器件尺寸要求 , 其具备的单层粒子厚度 , 也使其能够与柔性基底高度贴合 。
其三 , 可用于光学显示领域 。 对于光学显示器件的构建来说 , 宏观大面积的粒子均一排列至关重要 。 而在动态光学显示中 , 往往需要外加分子或粒子的辅助 。
研究中 , 高分辨率的荧光功能化微图案的成功制备 , 让黄又举开始思考:能否利用薄膜技术 , 实现高分辨动态光学显示器件的一体化?
即借助薄膜技术的优势 , 通过成膜及转印、粒子间距、组分调控 , 就能构建光学显示器件 。
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回顾研究历程黄又举教授说:“此工作 , 难忘的事、有趣的事有很多 。 但最难忘的一件事 , 也是促使本研究成功的地方 , 就是全氟癸硫醇分子的选择 。 学生在最初尝试实验的过程中 , 并没有考虑过全氟分子 , 因为从传统界面自组装的方法来看 , 往往会选择在油相中有一定溶解性的分子 , 比如十二硫醇等 。 但是 , 尝试了各种符合机理的分子 , 结果并不理想 。 ”
理论上 , 全氟癸硫醇分子并不是一个合理的选择 , 因为它在正己烷中的溶解性极差 。
但成功之处在于:全氟癸硫醇分子的尝试 , 促使团队科研人员宋丽平博士决定选择混合溶剂 。
这一决定十分正确 , 他们发现 , 混合溶剂可进一步促使1000倍数量于纳米粒子表面分子的全氟癸硫醇分子 , 进而可进入到水相 , 起到“燃料推进剂”巨大作用 , 实现粒子全部超快速“激活”并自组装于界面 。
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最终 , 组装机理渐渐清晰起来 , 这个过程中黄又举的学生感触良多 。 科研是奇妙的 , 有时按照理论上设定好的合理课题思路 , 往往不一定是最好的 , 反其道而行之 , 反而会带来很多意想不到的惊喜 。
事实上 , 黄又举教授在该领域已深耕多年 。 2010年 , 黄又举在中国科学技术大学获博士学位 , 师从李良彬教授 。 后面四年 , 在新加坡南洋理工大学做博士后 。
2014 , 他回国并加入中科院宁波材料技术与工程研究所 , 担任项目研究员 。 2017年 , 他来到德国马普所高分子所做访问学者 。 2019年9月 , 他重新出发加入了杭州师范大学 。
此前 , 围绕纳米生物传感器相关问题 , 他发展出一系列新型纳米生物检测监测技术 , 并探索了在食品安全、环境和生物医疗领域的基础研究与产业化 , 还曾以第一发明人授权中国发明专利15件 , 亦作为主要起草人起草了浙江省团体标准2项 。
对于未来 , 他表示首先要优化这种薄膜工程化技术 , 毕竟目前还处于雏形 。 未来如能成功 , 将对实际应用产生重大价值 。 第二是探究薄膜技术的应用领域 。 “我们希望它在柔性传感器件中发挥其独特的作用 , ”黄又举表示 。
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