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自组 装技术从纳米材料出现开始就一直应用于纳米材料的制备,只不过当时没有明确地将其作为一种方法提出。到目前为止,自组 装技术已能用来制备纳米结构材料,如纳米团簇、纳米管、纳米环、纳米线、多孔纳米材料、功能化纳米材料、功能化纳米级膜及有机/ 无机纳米复合材料。
1 纳米团簇
由于分子自组 装形成的稳定体系可以被控制在纳米量级,所以,通过分子自组 装技术可以制备各种不同尺寸的纳米团簇。目前文献报道的纳米团簇组 装方法有两类:一类是利用胶体的自组 装特性使纳米团簇组 装成胶态晶体; 另一类是利用纳米团簇与组 装模板之间的分子识别来完成纳米团簇的组 装。
2 纳米管
自从1992年Nature上第一次报道MOS2和WS, 纳米管的合成和结构以来,纳米管受到了全世界材料研究者的广泛关注。碳纳米管、金属氧化物纳米管、有机聚合物纳米管等管状纳米材料是合成各种量子线的优良模板剂。其中以关于 碳纳米管的研究最多。制备碳纳米管的关键是解决纳米管排列杂乱无章、性能分散性大、生长模式不可控等问题,只有实现高密度的定向组 装 才能拓展其应用。
有人通过以合金为前驱体,通过真空加热、微波辐射或电磁波辐射,使四硫化物进入NbS2纳米管中,应用自组 装的方法组 装合成出了多层NbS2- Ag合金纳 米管。还有人利用生物材料模板,在单一水性溶剂中组 装合成了内直径为49nm的圆 柱形纳米管,为合成纳米管提供了一个新的方法。应用这种方法制备纳米管,在制备过程中易于控制,易于得到预期的效果。
另外,一些研究人员利用环糊精通过二苯基己三烯连接成功组 装合成出T长20- 35nm,直径约2nm的纳米管。利用自组 装方法在室温条件下可控定位合成具有层次结构的、三维方向规整的单晶碳纳米管,应用前景广阔。
3 纳米线
Jorgensen等利用四硫富瓦烯衍生物自组 装合成了纳米级的有机分子导线。这可能对电子元件的生产、发展带来动力,为电子行业的发展提供新的飞越空间。中国科技大学的吴庆生等在纳米线的研究上作了不少工作。
4 纳米孔洞材料
纳米复合材料是目前纳米材料的研究热点之一作为纳米复合材料的母体,纳米 孔洞材料的制备也倍受关注.。研究人员通过分子自组 装方法组 装合成了一种二 维氢键网络结构的多层、孔径可调的纳米介孔材料。许多学者还应用自组 装技术合成了分子筛,为分子筛的发展和应用提供了方便。