通过胶体力键杂化与各向异性实现的微胶囊自组装
软凝聚态物质
2016-07-19 v3
摘要
具有方向性相互作用的粒子是构建新型功能材料的有前途的基元，并可作为生物结构的模型。例如，由于柔性表面基团而可变形的相互吸引纳米粒子，可能自发有序形成链、片和大囊泡。此外，具有吸引性斑块的各向异性胶体可自组装成开放晶格以及分子和胶束的胶体对应物。然而，据我们所知，结合相互吸引、各向异性和可变形性的模型系统尚未实现。在此，我们合成了兼具这三种特征的胶体粒子，并获得了自组装微胶囊。我们提出相互吸引和可变形性通过胶体力键杂化诱导方向性相互作用。我们的粒子包含柔性的相互吸引和排斥表面基团。类似于最简单的化学键，其中两个各向同性轨道杂化为 H2 的分子轨道，这些柔性基团在结合时重新分布。通过胶体力键杂化，各向同性球体自组装成平面单层，而各向异性雪人状粒子自组装成中空单层微胶囊。因此，基元的微小改变导致自组装结构复杂性的显著飞跃。换言之，这些相对简单的基元自组装成比各向同性或不可变形的类似粒子复杂得多的结构。
引用
@article{arxiv.1503.00552,
title = {Self-assembly of Microcapsules via Colloidal Bond Hybridization and Anisotropy},
author = {Chris H. J. Evers and Jurriaan A. Luiken and Peter G. Bolhuis and Willem K. Kegel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.00552},
year = {2016}
}