静电共组装制备纳米结构超顺磁棒的生长机制

我们报道了通过氧化铁纳米粒子与聚合物之间的静电共组装制备的纳米结构棒的生长。所研究的纳米粒子（γ-Fe2O3 或磁赤铁矿）直径为 6.7 nm 和 8.3 nm，且多分散性较窄。该共组装由 i) 聚合物与粒子之间的静电相互作用，以及 ii) 外加磁场的存在所驱动。这些棒的特征在于具有大的各向异性因子，直径为 200 nm，长度在 1 至 100 μm 之间。在本文中，我们首次提供了棒形貌随离子强度和浓度变化的相图。我们证明了存在临界纳米粒子浓度和临界离子强度，超过该临界值则无法形成棒。在中间状态，仅检测到弯曲和分支的聚集体。在较高浓度和较低离子强度下，生成了具有超顺磁性质的线状刚性棒。基于这些数据，我们提出了棒形成的机制。该机制分两步进行：球形粒子团簇的形成与生长，以及由磁偶极相互作用引起的团簇排列。就这些过程的动力学而言，团簇的生长与它们的排列同时发生，导致粒子或小团簇的连续吸积以及棒状结构的焊接。