有机凝胶自组装模板法制备纳米材料

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1、http://www.hxtb.org《化学通报》在线预览版有机凝胶自组装模板法制备纳米材料121*3*常雪灵，杨亚江，杨祥良，马永梅123(华中科技大学生命科学与技术学院化学系武汉430074；中国科学院化学研究所北京100080)摘要利用溶胶-凝胶聚合过程人工模拟生物矿化进程的技术，已经融入无机材料和超分子有机化学的研究领域。小分子有机凝胶因子在溶剂中发生自组装，形成多种形态的有机凝胶超分子结构，以其为模板，经过溶胶-凝胶过程，可以诱导转录形成各种形态的纳米材料。本文介绍了，利用有机凝胶因子自组装结构为模板，制备形态可控无机材料

2、的研究进展及模板结构诱导转录的两种可能机制。关键词有机凝胶模板诱导纳米材料PreparationofNano-materialsbyusingSelf-assemblyofOrganogel121*3*ChangXueling,YangYajiang,YangXiangling,MaYongmei12(CollegeofLifeScienceandTechnology,DepartmentofChemistry,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074;3Institu

3、teofChemistry,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)AbstractThedesignofartificialmodelsof“biomineralization”processesutilizingsol-gelpolymerizationhasbecomearesearchbranchofinorganicmaterialsresearchandsupramolecularorganicchemistry.Theself-assembledsuperstructuresofl

4、owmolecularweightorganicgelatorsareusedasversatilebuildingblocksinorganogelsandastemplatesforsol-geltranscriptionintonano-structuralmaterials.Theuseofself-assembledorganicsuperstructuresinthecreationofnovelinorganicmaterialswithcontrolledmorphologiesisfocusedonandtwome

5、chanismsforformingnano-structuralmaterialsbythetemplatemethodareillustratedinthispaper.KeywordsOrganogel,Inducedtemplate,Nano-structuralmaterial在纳米技术中，材料制备是关键技术之一，它渴求制备过程简单、材料定向及尺度可控。目前用于制备纳米材料的方法层出不穷，主要包括研磨、压模、蒸发沉淀和物理粉碎等物理方法以及气[1,2]相沉积、共沉淀和凝胶等化学方法。但这些方法的不足之处是难以对所制材料的结

6、构进行有效控制。模板法是合成纳米线和纳米管等一维纳米材料的有效技术，可利用其空间限制作用和模板剂——————湖北省科技攻关计划重大项目和国家自然科学基金(298440032和299740123)资助2006-10-31收稿，2008-02-25接受的调制作用对合成材料的大小、形貌、结构和排布等进行控制，具有较好的可控性。模板法大致可http://www.hxtb.org《化学通报》在线预览版[3]分为硬模板法和软模板法两种方法。硬模板法主要以多孔氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、分子筛以及经过特殊处理的多孔高分子薄膜等为模板，通过原料的填

7、充、包裹等把模板的结构复制到产物中去，然后通过酸碱溶解、高温分解等去除模板，得到产物。软模板是利用表面活性剂、聚合物、[4~8]生物分子及其它有机物质等为模板，通过这些模板介观尺寸的有序结构以及亲水、亲油等来控制颗粒大小和形状。利用模板法人们已经制得了包括金属、氧化物、硫化合物、无机盐以及复合材料的球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等各种形状的纳米结构材料。近十年来，因有机化合物具有结构多样性、力学可塑性、发光性、分子自组装以及易处理等特[9~12]性，以及以其为模板易于制备形态可控的无机纳米材料的独特优势，在超分

8、子化学领域备受关[13~15]注。人们发现，这些具有模板效应的小分子有机化合物，能在极低的浓度(甚至低于1.0(wt)%)下，使大多数有机溶剂或水凝胶化，使整个体系形成称为分子凝胶、有机凝胶或水凝胶的类似粘弹[16][17]性液体或固