找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1126|回复: 0

[材料资讯] 俞书宏课题组Nat. Nanotechnol:新型手性无机纳米材料研制获进展

[复制链接]

108

主题

262

帖子

338

积分

中级会员

Rank: 3Rank: 3

积分
338
发表于 2020-2-26 07:00:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
     手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。目前,传统手性纳米材料主要是通过引入手性配体或构造螺旋结构等电偶极矩调控方式构筑,但这类手性材料在环境稳定性和导电性方面通常存在局限性,极大地限制了其实际应用。探索新的调控机制并构筑新型手性纳米功能材料是突破这一科学瓶颈的新途径。
  近日,中国科学院院士、中国科学技术大学教授俞书宏团队与国家纳米科学中心研究员唐智勇课题组、多伦多大学教授Edward Sargent团队开展多方合作,在新型手性无机纳米材料合成研究中取得进展。研究人员首次通过在一维纳米结构单元中定点选择性复合磁性材料,利用局域磁场调制电偶极矩与磁偶极矩之间的相互作用,成功合成了一类新型手性无机纳米材料。该成果以Regioselective magnetization in semiconducting nanorods 为题在线发表在《自然-纳米技术》杂志上(Nat. Nanotechnol. 2020, 10.1038/s41565-019-0606-8)。

一维纳米棒

一维纳米棒
  俞书宏团队长期开展功能无机纳米材料的合成方法学研究,在胶体纳米晶成核生长方面积累了丰富经验。构建此类磁光手性纳米异质结构的前提是在特定位置引入局域磁场,因而需要实现磁性单元的位点选择性生长。研究人员基于材料间接触角与异质成核生长的相互关系(图1a-c),提出了一种“双缓冲层设计”合成策略(图1d),通过次序引入中间缓冲层改变材料间的界面能差异,从而解决了传统半导体材料与磁性材料间的晶格和化学失配问题,巧妙地实现了磁性材料在不同半导体特定位置的选择性生长。
  研究人员发现,在纳米结构中引入局域磁场可实现对电偶极矩与磁偶极矩的有效调控。通过构筑这类新型磁光纳米材料,能够实现磁诱导光学活性,为开发新型手性无机纳米材料提供了新途径。他们以常见的一维硫属化合物半导体纳米棒为例,通过在纳米棒的顶点处集成Ag2S/Au核壳结构组分,催化Fe3O4磁性纳米颗粒的定点生长,成功构筑了ZnxCd1-xS-Ag2S/Au@Fe3O4 (x = 1, 0.9, 0.5, 0.3, 1) 四元异质纳米棒。得益于这种局域磁场调控机制,异质纳米棒的电偶极矩发生偏转并与磁偶极矩产生非零相互作用,从而在不引入手性配体、螺旋结构或手性晶格的前提下,展现出了手性光学活性。
  研究结果表明,该方法具有高度普适性,可广泛用于多种半导体材料与磁性组分间的耦合,为今后设计开发手性光学活性纳米材料开辟了新途径。同时,这种新型磁光半导体纳米材料的成功开发使得在室温下的各向异性铁磁性以及自旋操控成为可能,从而有望为自旋电子学和量子计算技术提供新的材料平台。
  该项研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院纳米科学卓越创新中心项目等的资助。


      俞书宏,安徽庐江人,1967年8月生。中国科学技术大学教授,博士生导师,教育部“长江学者奖励计划”长江特聘教授(2006年-)、国家杰出青年基金获得者(2003年-)、中国科学院“引进国外杰出人才”(2002年)、中央七部委“新世纪百千万人才工程”国家级人选(2006-)、国家重大科学研究计划项目首席科学家(2010-)。 1988年7月获合肥工业大学无机专业学士学位,1991年5月获上海化学工业研究院硕士学位, 1998年10月获中国科学技术大学化学系无机化学专业博士学位,1999年-2001年获在日本东京工业大学材料与结构实验室从事博士后研究,2001年?2002年获德国洪堡基金会(AvH)资助(任洪堡外国科学家研究员),在德国马普学会胶体与界面研究所工作。2002年入选中国科学院“引进国外杰出人才”,在中国科学技术大学任教,博士生导师。现任中国科学技术大学化学系教授,合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)责任研究员,国家同步辐射实验室首批特聘研究员,上海交通大学客座教授,合肥工业大学兼职教授。
      唐智勇,国家纳米科学中心研究员,博士生导师,科技部973(纳米重大研究计划)首席科学家, Nanoscale Horizons和Scientific Reports编委, Small, ChemPhysChem, Nanoscale, Nano Research, Materials Research Express顾问编委。1993年毕业于武汉大学环境科学系,1996年在武汉大学环境科学系获理学硕士学位,2000年在中国科学院长春应用化学研究所获理学博士学位,指导老师为汪尔康院士。2000-2001年,2001-2006年分别在瑞士苏黎世联邦高等工业学院Prins教授研究小组和美国密歇根大学Kotov教授研究小组从事纳米材料的研究工作。2006年11月回国加入国家纳米科学中心,入选科学院“百人计划”。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-28 21:25 , Processed in 0.091417 second(s), 41 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表