用化學工程的理論與方法指導先進材料制備是南京工業大學國家重點實驗室重要學術思想之一。近日,材料化學工程國家重點實驗室、化學化工學院陳蘇教授、博士生余子夷等在國家自然科學基金(Grant 10976012, Grants 21076103 及Grants 21006046)、江蘇省高校優勢學科建設工程和材料化學工程國家重點實驗室基金的支持下,采用微泵控制與微型管路調節的新型化學工程手段,即微流控技術,在國際上首次誘導組裝了形態可控、功能可調的膠體光子晶體微珠材料。該研究成果日前發表于化學領域國際頂級權威期刊德國《應用化學》(影響因子12.730,2010),(“Triphase Microfluidic Directed Self-assembly: Anisotropic Colloidal Photonic Crystal Supraparticles and Multicolor Patterns Made Easy”,Angew. Chem. Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201107126),并被選為熱點文章(Hot Paper)。
微流控技術和相關理論研究是國際科技前沿研究的重要亮點之一。通過將流體和相關化學反應縮小到在微米以及納米尺度可產生一系列獨特的科學理論、技術優點和應用優勢。在該項研究中,首次通過三相界面張力的調節,巧妙的將單分散膠體粒子的組裝行為限制在微液滴中不僅能控制膠體光子晶體微珠材料的組裝形貌,還能通過納米粒子的摻雜賦予膠體光子晶體微珠超順磁性的功能。同時,利用膠體光子晶體微珠帶隙可調的特點,研究者進一步將膠體光子晶體微珠作為顯色單元,成功的構筑了一種寬視角的多彩轉球面板(Gyricon Display),有望在電子紙、戶外顯示等領域得到應用。這項研究的成功開展提升了對微流體控制界面組裝的認知水平,也拓展與豐富了膠體光子晶體先進材料的制備手段。受到評閱人高度評價。綜合此前該課題組在J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (22), 8412-8415, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50 (16), 3706-3709, Adv. Mat. 2011, 23 (26),2915-2919等國際一流期刊發表的系列論文,標志著材料化學工程國家重點實驗室在界面組裝及其微流控操縱領域邁上了一個新的臺階。
微流控誘導組裝與膠體光子晶體轉球面板圖。