納米粒子作為構(gòu)筑精細結(jié)構(gòu)和器件的基本材料單元，在光電器件等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。因而納米粒子的精確組裝與圖案化組裝成為納米科技研究領(lǐng)域的一個熱點。
在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的大力支持下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷重點實驗室和有機固體重點實驗室的科研人員在納米粒子制備、組裝和應(yīng)用領(lǐng)域開展了廣泛深入的研究。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，控制基材的表面實現(xiàn)了乳膠納米粒子的打印圖案化組裝（J. Mater. Chem. 2009, 19, 5499-5502）。進一步利用超疏水低粘附基材進行乳膠粒子組裝制備了窄帶隙光子晶體（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17053-17058），并發(fā)展了不同納米粒子圖案化組裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用（Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7258-7262；Lab Chip 2012, 12, 3089-3095；Angew. Chem. Int. Ed .2013, 52, 7296-7299）。
在以上研究的基礎(chǔ)上, 他們通過構(gòu)筑微米尺度的模板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對基材表面液膜破裂行為的控制，得到了形貌可控的微米線狀高分子圖案（Small 2013, 9,722-726）。進一步將對液膜破裂的控制與打印過程中的液滴調(diào)控相結(jié)合，利用咖啡環(huán)效應(yīng)成功得到線寬為5-10 μm的金屬納米粒子圖案（Adv. Mater. 2013, 25,6714-6718）�；谝陨涎芯砍晒�，他們提出了一種通過控制液膜破裂實現(xiàn)多種納米粒子大面積精確組裝的普適方法（圖1），并研究了銀納米粒子組裝后在等離子光波傳輸方面的應(yīng)用（圖2）。這種新型圖案化技術(shù)可以簡便地進行納米粒子微、納米尺度圖案的精確組裝，可以通過“印刷”方式大面積制備納米粒子組裝的精細圖案和功能器件，乃至實現(xiàn)單個納米粒子的組裝與圖案化，對印刷技術(shù)的功能化和器件化發(fā)展具有重要意義。該研究結(jié)果發(fā)表在近日出版的Adv. Mater.2014, 26,2501-2507上, 并被選為封面論文，前期已申請國際（PCT）發(fā)明專利。
圖1 銀納米粒子在硅片上的圖案化組裝與當期封面
圖2 基于銀納米粒子不同組裝線寬與光波導(dǎo)傳輸?shù)年P(guān)系
