各种无机纳米材料能够产生具有高波纹几何形状的微米级颗粒，但人们关于其形成机制尚不清楚。

近日，密歇根大学安娜堡分校Sharon C. Glotzer，Nicholas A. Kotov报道了发现尺寸均匀的CdS基刺猬型颗粒（HPs）是由直径为1.0−4.0 nm的多分散纳米颗粒（NPs）自组装而成。

文章要点

1）HPS和棘突的典型直径分别为1770±180和28±3 nm。根据温度、溶剂和反应时间的不同，NPs可自组装成纳米棒、纳米棒聚集体、低波纹颗粒和其他与HP相关的颗粒，复杂性指数从0到23.7。

2）研究人员发现，当静电斥力与范德华引力竞争时，高波纹颗粒的“刺猬”、其他几何形状和拓扑结构源于多分散纳米颗粒附着在不断增长的纳米团簇上的热力学偏好。

3）电解质中吸引和排斥相互作用竞争的自组装理论模型和模拟精确地描述了颗粒的形态、生长阶段和观察到的产物的光谱。当模型中包含动力学参数时，研究人员从理论上预测并实验观察到表面有纳米片状装饰的波纹颗粒的形成，即花状颗粒。

4）研究人员对CdS和Co₃O₄ NPs复合生成混合HPs的机理进行了研究。此外，由于HPs在包括液态CO₂在内的不利溶剂中具有极高的分散稳定性，因此对HPS形成机理的深入了解对于对于其在储能、催化、水处理等应用中的结构适应性研究具有重要意义。

参考文献

Lanqin Tang, et al, Self-Assembly Mechanism of Complex Corrugated Particles, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI：10.1021/jacs.1c05488

https://doi.org/10.1021/jacs.1c05488