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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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劉冰課題組在環(huán)狀膠粒組裝新型Pickering乳液方面取得新進展
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劉冰課題組在環(huán)狀膠粒組裝新型Pickering乳液方面取得新進展 發(fā)布時間：2025-03-24【字體： 大 中 小 】【打印】 【關(guān)閉】 Pickering乳液是一種以膠體顆粒作為乳化劑穩(wěn)定油水體系的乳液，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。不同于分子表面活性劑，膠體顆粒不可逆地占據(jù)乳液界面，為Pickering乳液提供了優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。然而在Pickering乳液體系中，未被膠體顆粒占據(jù)的自由乳液界面大小常常強烈影響到乳液的先進性能。因此，傳統(tǒng)Pickering乳液面臨乳化劑顆粒界面覆蓋率高和自由乳液界面需求之間的矛盾。 在科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的支持下，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實驗室劉冰課題組發(fā)現(xiàn)利用環(huán)狀膠粒的界面組裝可以解決上述矛盾。課題組在前期研究中，已經(jīng)發(fā)展了“液滴模板合成”的方法，高產(chǎn)率了制備了各向異性膠粒-環(huán)狀膠粒（J. Am. Chem. Soc. 2023,145,27664;Angew. Chem. Int. Ed. 2019,58,16884;Angew. Chem. Int. Ed. 2017,56,9807），并利用發(fā)展的高度均一環(huán)狀模型體系，探索了環(huán)狀膠體的自組裝行為，發(fā)現(xiàn)了新穎的自組裝結(jié)構(gòu)與調(diào)控路徑，構(gòu)建了新型液晶多孔材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2022,61,e202112507,Hot paper）。 近期，該課題組通過系統(tǒng)考察環(huán)狀膠粒在液-液界面的組裝行為，研究了環(huán)狀膠粒的界面相互作用對自組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用，成功實現(xiàn)了界面覆蓋率低但乳液穩(wěn)定性反而加強的Pickering乳液。該乳液中，環(huán)狀膠粒在乳液界面形成六方密排結(jié)構(gòu)，這保證了乳液的高穩(wěn)定性。同時，環(huán)狀膠粒的空腔結(jié)構(gòu)使每個乳液液滴仍然具有超過80%的自由油水界面。也就是說，乳液的低覆蓋率不是通過降低界面上膠粒濃度的傳統(tǒng)方法實現(xiàn)的，而是利用了環(huán)狀膠體特殊的腔體結(jié)構(gòu)。這種較大的自由油水界面為乳液提供了快速的油水界面擴散速率，并且能夠在界面上裝載具有特定功能性但不能穩(wěn)定乳液的納米顆粒。為了論證這種新型Pickering乳液的應(yīng)用優(yōu)勢，該工作選用了油水界面催化和基于表面增強的拉曼光譜檢測作為兩個應(yīng)用實例。前者相對于球形顆粒穩(wěn)定的乳液，表現(xiàn)出更高的催化效率，而后者顯示了低至10−11M的檢測濃度。這些研究為發(fā)展新型的液基軟材料提供了新思路。 相關(guān)研究工作近期發(fā)表在Nature Communications（Nat. Commun. 2025,16,2490）,第一作者是博士生李明坤，通訊作者是化學(xué)所劉冰研究員和王毅琳研究員。 環(huán)狀膠粒穩(wěn)定的新型Pickering乳液 高分子物理與化學(xué)實驗室 |
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