團(tuán)簇-晶核共組裝：在亞納米尺度調(diào)控物質(zhì)組成的材料生長新策略
我系王訓(xùn)教授課題組在亞納米尺度材料控制方向取得新進(jìn)展。
根據(jù)傳統(tǒng)的“LaMer 模型”，材料的生長過程通常包括成核和生長兩個階段，且其最終產(chǎn)物的形狀和大小通常是在生長階段中由晶核和周圍單體之間的相互作用決定的。最近，王訓(xùn)課題組首次提出了一種新的物質(zhì)生長模式。基于該課題組之前發(fā)展的“良溶劑-不良溶劑”亞納米尺度材料合成策略，在將晶核尺寸限制在亞納米尺度的基礎(chǔ)上，通過在無機(jī)納米材料的反應(yīng)體系中引入與晶核尺寸相當(dāng)、具有明確尺寸、結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇（比如多酸（POMs））來干預(yù)材料的成核。在成核階段，團(tuán)簇與晶核通過相互作用共組裝形成團(tuán)簇-晶核共組裝體，其最終生長成為二元的超晶格組裝體。該組裝體材料高度有序，但其并非結(jié)晶態(tài)。這些二元的團(tuán)簇-晶核共組裝體材料進(jìn)一步可作為基底捕捉不同種類的第三或第四種納米團(tuán)簇，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為三元或四元的超晶格組裝體。研究發(fā)現(xiàn)，這些組裝體可作為原子級位點(diǎn)催化劑，在催化室溫汽油脫硫和立體選擇性催化反應(yīng)中都表現(xiàn)出了高效的催化活性。這種在亞納米尺度下調(diào)控材料結(jié)構(gòu)的新方法，將為建立一個新的“材料基因庫”奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
論文在線發(fā)表于Nature Chemistry (https://doi.org/10.1038/s41557-019-0303-0)。該工作由王訓(xùn)課題組與南洋理工大學(xué)李述周教授課題組合作完成，李述周課題組負(fù)責(zé)分子動力學(xué)模擬部分。論文第一作者為我系15級博士研究生劉俊利同學(xué)，共同第一作者為匙文雄博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金委和科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持。
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