配体功能化纳米棒在非极性溶剂中的电荷驱动液晶行为
软凝聚态物质
2023-10-13 v1
摘要
纳米棒浓胶体悬浮液常表现出液晶（LC）行为。向具有粒子长程取向序的向列相 LC 的转变，通常至少定性地由 Onsager 硬棒理论很好地描述。该理论展示了转变处的体积分数如何随棒长径比增大而减小。它还解释了由表面电荷稳定的棒之间发生的长程静电排斥相互作用可显著增大其有效直径，从而导致相比位阻稳定棒转变体积分数降低。在此，我们报道一种配体稳定的 LaPO4 纳米棒体系，其长径比约为 11，分散于非极性介质中，观察到反直觉现象：向列相自组装起始发生于极低体积分数约 0.25%，低于相同粒子在极性溶剂中电荷稳定时观察到的（约 3%）。此外，转变处纳米棒体积分数随配体浓度增加而增大，方式类似于极性介质中离子强度增加导致表面电荷屏蔽的情形。该特殊体系通过动态光散射、傅里叶变换红外光谱、zeta 电位法、电子显微镜、偏光显微镜、光致发光测量与 X 射线散射进行了研究。基于这些实验数据，我们提出了几种可能解释这一意外相行为的暂定情景。然而，在此阶段，其完整理解仍是一项待解决的理论挑战。尽管如此，本研究表明，将各向异性纳米颗粒分散于非极性溶剂中有时会导致违背我们对胶体系统直觉的自发有序事件。
引用
@article{arxiv.2310.07959,
title = {Charge-Driven Liquid-Crystalline Behavior of Ligand-Functionalized Nanorods in Apolar Solvent},
author = {Jeongmo Kim and Zijun Wang and Khalid Lahlil and Patrick Davidson and Thierry Gacoin and Jongwook Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07959},
year = {2023}
}