世界要闻：天津理工大学王铁团队：喷墨打印纳米颗粒超晶格用于多通道检测
来源：小材科研
2023-05-20 11:36:55
【资料图】
纳米颗粒可通过自组装形成有序的超晶格结构。 天津理工大学王铁教授团队 通过前期研究表明该方法具有可操作性、低成本和材料广适性等特点（Science Advances, 2022, DOI: 10.1126/sciadv.add1559；J. Am. Chem. Soc.,2020,142(4), 1857-1863.）。这种超晶格纳米结构可表现出集体化学和物理性质，如表面等离子体共振或高电荷载流子迁移率（J. Am. Chem. Soc., 2022,144, 17533-17539; Angew. Chem. Int. Ed.,2022, 61, e202205628; Matter, 2022, 5(9),2760-2786.）。
共同第一作者：赵伟东副研究员，北京理工大学；叶皓晨博士，天津理工大学，中科院化学所； 通讯作者（或者共同通讯作者）：杨洲教授，北京科技大学；薛振杰副研究员，天津理工大学；王铁教授，天津理工大学
将超晶格结构转换为功能器件通常需要实现其高质量、规模化和图案化结构制备。但因受到组装路径的复杂性以及非平衡效应的限制而受到制约。本研究通过添加额外的非挥发性配体实现了高度有序超晶格结构的构建。
为了揭示其促进形成超晶格的内在机制，我们采用原位SERS来实时观察OA-Au的组装过程。SERS信号与纳米颗粒的间距有着紧密的相关性。因此，利用这种相关性，通过监测SERS信号的变化从而来观察结构构型的变化。结合仿真计算，表明了配体延长了纳米粒子调整其状态的时间，从而获得高质量的超晶格结构。
结合喷墨打印，可以大规模制备图案化的超晶格。此外，还开发了一种多通道SERS检测芯片。该研究有望为超晶格相关器件的开发提供新的方法。
在本研究中，我们通过添加额外的非挥发性配体获得了高度有序的超晶格结构。通过原位拉曼光谱实时观察了组装过程的动力学，发现过量配体降低了扩散速度，延长了纳米粒子在蒸发前沿处自我调节的时间。使用喷墨打印技术构建了大面积的像素化的超晶格结构。基于此，开发了一种多通道表面增强拉曼散射（SERS）检测芯片。该芯片允许重复检测样品并同时检测多种分析物而不会受到干扰。
来源：天津理工大学
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.03.031
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