超粒子（supraparticles）是由大量极小胶体粒子组成的大团簇。控制超粒子的形状和各向异性可以增强其功能，使其应用在光学、磁学和医学等领域。自润滑胶体OZO液滴的蒸发是制备超粒子的一种简单而有效的策略，克服了液滴蒸发过程中的“咖啡污渍效应”问题。然而，人们对控制这种蒸发液滴中形成的超粒子形状的参数还不完全清楚。

近日，德国马克斯·普朗克聚合物研究所Katharina Landfester，荷兰特文特大学Xuehua Zhang报道了胶体颗粒的大小决定了超粒子的形状。

文章要点

1）研究人员比较了由7种具有不同尺寸大小的球形二氧化硅粒子组成的超粒子形状，即从20到1000 nm，以及由具有不同混合比例的小胶体粒子和大胶体粒子混合物组成的超粒子形状。

2）原位测量表明，超粒子的形成是通过在蒸发液滴的快速移动界面上形成一层柔性的胶体颗粒壳来进行。壳体停止收缩和失去弹性的时间t_c0与颗粒的大小密切相关。对于具有较小尺寸的胶体颗粒，t_c0较低会导致形成扁平的煎饼状超颗粒，而较大的胶体颗粒会形成更弯曲的美式足球状超颗粒。

3）研究人员使用大小胶体颗粒混合物得到了在颗粒分布上具有空间变化的超粒子，其中小胶体形成了超粒子的外表面。

研究工作为通过简单的自润滑填充胶体粒子的三元液滴来控制超粒子的形状和胶体粒子在超粒子中的空间分布提供了指导。

参考文献

Lijun Thayyil Raju, et al, Particle Size Determines the Shape of Supraparticles in Self-Lubricating Ternary Droplets, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c06814

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c06814