将纳米颗粒组装成具有机械鲁棒性、绿色加工性和可重铸能力的宏观材料是材料科学和纳米技术中一项重要且具有挑战性的任务。作为一种新兴的具有优异性能的纳米颗粒,由碳点组装而成的宏观材料将继承其性能并进一步提供集体性能;然而,由碳点组装而成的宏观材料仍未被探索。
在这里,吉林大学Yunfeng Li报道了由脲基嘧啶酮修饰的碳点组装而成的宏观薄膜。
文章要点
1)这些薄膜显示出继承自碳点的可调荧光。更重要的是,这些薄膜表现出集体性能,包括自修复性、可重铸性和优异的机械性能,杨氏模量超过 490 MPa,断裂强度超过 30 MPa。
2)经过多次重铸循环后,宏观薄膜仍保持原有的机械性能。通过划痕愈合和焊接实验,这些薄膜在温和条件下表现出良好的自修复性能。此外,分子动力学模拟表明,颗粒间和颗粒内氢键的相互作用控制着宏观薄膜的机械性能。
3)值得注意的是,这些薄膜通过环保的水固化方法加工成各种形状。这项工作的方法和结果揭示了纳米粒子组装的功能性宏观材料的探索,并将加速纳米材料在实际应用中的创新发展。
参考文献
Sui, B., Zhu, Y., Jiang, X. et al. Recastable assemblies of carbon dots into mechanically robust macroscopic materials. Nat Commun 14, 6782 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-42516-8
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42516-8