胶体纳米晶的类液体聚结生长

我们对晶体生长的理解主要由经典描述所主导，即单个原子或分子在过饱和度的驱动下添加到晶面上。因此，硬物质的生长在很大程度上仍被认为与软物质（如聚合物或液体）的生长有着根本的不同。通过实验和建模的结合，我们在此展示了胺基封端的 PbS 胶体纳米颗粒如何在无过饱和度的情况下通过聚结（就像乳液中的液滴一样）生长。具体来说，我们 (i) 确定了尽管颗粒存在空间位阻稳定作用，晶体-晶体聚结的速率仍然非常高（10^-2 到 10^1 M^-1*s^-1），并且可与双分子反应的速率相媲美（从而为发展一种反应物是胶体而非分子的化学形式提供了新途径）；(ii) 阐明了晶体-晶体聚结的限速步骤，使我们能够提出控制该过程的设计规则；(iii) 展示了一个简单的双参数模型，该模型可以定量预测此过程及其对配体的依赖性。最后，我们使用布朗动力学模拟展示了拥挤效应以及颗粒相对于其平均自由程的较大尺寸如何解释这些异常高的聚结速率，同时也解释了先前报道的定向附着过程活化能值低得令人费解的现象。