胶体颗粒的表面性质影响蒸发自润滑三元液滴中的胶体自组装

在这项工作中，我们揭示了胶体颗粒的表面性质在胶体乌佐液滴中形成超颗粒（胶体颗粒团簇）过程中的作用。自润滑胶体乌佐液滴是一种高效且简便的形成超颗粒的方法，能够原位克服咖啡环效应的挑战。超颗粒是从催化到治疗载体等多个领域获得高性能材料的有效途径。然而，在使用乌佐液滴形成超颗粒的过程中，胶体颗粒表面的作用仍不清楚。因此，我们使用二氧化硅颗粒作为模型系统，比较了空间稳定与静电稳定的二氧化硅颗粒——带正电和带负电的。此外，我们还研究了水合作用的影响。水合的带负电二氧化硅颗粒和空间稳定的二氧化硅颗粒能够形成超颗粒。相反，脱水的带负电二氧化硅颗粒和带正电的胺基包覆颗粒则形成平坦的薄膜状沉积物。值得注意的是，四种类型颗粒的组装过程各不相同。表面改性改变了（a）乌佐液滴的接触线运动和（b）颗粒-油以及颗粒-基底相互作用。这些改变修饰了颗粒在不同界面处的积累，最终决定了最终沉积物的形状。因此，通过调控胶体颗粒的表面性质，我们可以调节最终沉积物的形状，从球状超颗粒到平坦沉积物。未来，这种方法可用于为光学和催化等应用定制超颗粒，在这些应用中形状会影响功能。