以微米和納米粒子作爲構建塊的複雜超結構的可控組裝引起了粒子工程界的廣泛興趣。由於它們的增強和協同性能，這類材料在藥物輸送，光子學，化學傳感，儲能，氣體吸附和催化方面具有廣闊的應用前景。迄今爲止，隨着物理技術和化學合成方面的研究取得了更多的進展，通過最密集的粒子填充超結構的兩種主要組裝機制和通過相互作用的官能化塊的自組裝逐漸成熟。不像宏觀建築材料，塊體可控裝配到超結構中並沒有在微觀上有實質性的工作，特別是對於形狀缺陷和表面活性弱的普通顆粒。

成果簡介

近日，中國科學院長春應用化學研究所王立民、Lianshan Sun（共同通訊）等人建立了利用Mo－聚多巴胺配合物作爲粘合劑和固化劑將顆粒組裝成超結構的簡便途徑。在水／乙醇體系中推導了並行吸附和生長機理，並驗證了影響最終結構的因素。該系統適用於從不同形狀的粒子（例如納米球，納米立方體，納米棒和空心球）組裝超結構，尺寸範圍爲10至500nm。經過高溫蝕刻處理後，生成的具有不同塊體超級孔結構的MoO2／N／C骨架具有較高的結構可塑性，可作爲多功能載體用於儲能。相關成果以題爲“A Kind of Coordination Complex Cement for the Self－Assembly of Superstructure”發表在了ACS Nano上。

圖文導讀

圖1 超結構合成

（a）Mo－PDA的複合和聚合

（b）不同pH值的SiO2和AMH混合溶液的Zeta電位值

（c）超結構的完整合成程序

圖2 自組裝過程

（a）PDA的自聚合和Mo－PDA的自組裝的方案

（b）PDA或Mo－PDA修改的全局塊的組裝模型

（c）使用Mo－PDA從SiO2納米球超結構組裝過程的方案

（d）整個組裝過程中產品形態變化的TEM圖像

圖3 性能分析

（A）倍率性能

（B）第一次放電／充電曲線

（C）循環性能

小結

該工作開發了一種使用Mo－PDA複合物作爲粘合劑和水／乙醇系統中構建塊的固化劑來組裝超結構的簡便方法。這種簡單的合成可以在一系列應用中進行大規模生產。如上所述，仍有許多潛在的複合水泥和反應體系等待發現和探索。希望這種方法有助於製備更多的多功能雜化材料。