Versatile Electrostatic Assembly of Nanoparticles & Polyelectrolytes: Coating, Clustering and Layer-by-Layer Processes
由贵金属、稀土氧化物或半导体制成的工程纳米颗粒正在成为未来纳米技术发展的核心组成部分。在这篇综述中，纳米粒子和带相反电荷的聚电解质之间的络合策略，在过去的三年中，基于静电相互作用的调查。这些策略包括一步合成稳定的和功能化的纳米粒子，单个纳米物体的单层和多层涂层，粒子的受控聚集和具有优异功能的胶囊和薄膜的产生。在报道的配制过程中，确定了三个主要类别：直接混合路线、中间过渡路线和众所周知的逐层方法。最后，重点介绍了静电组装技术在材料科学和纳米医学中的最新发展、趋势和应用
2011-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Stimuli-responsive assembly of iron oxide nanoparticles into magnetic flexible filaments
在单一材料中结合多种功能是开发具有独特功能的机敏材料的一种有吸引力的策略。在这项工作中，我们提出了温度响应的磁性纳米粒子的制备和它们的一维组装成瞬态微丝。该材料是基于9.4 nm的氧化铁纳米粒子接枝与聚（N-正丙基丙烯酰胺）通过多膦酸锚定位点。混合纳米颗粒在21 °C和28 °C之间呈现低临界溶解温度（LCST）转变，这取决于pH和离子强度。当在限定条件下加热到高于LCST时，纳米颗粒聚集并响应外部磁场。热响应颗粒的一个内在特性是在冷却和加热循环之间的不对称过渡，这被有利地利用来构建一维永久微结构，例如磁性微丝和纤毛。总之，我们提出了一个纳米平台的发展，响应多种刺激，包括温度，磁场，pH值和离子强度和它的转化成磁活性微丝，可以找到潜在的应用在远程控制设备。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic co-assembly of magnetic nanoparticles and fluorescent nanospheres: a versatile approach toward bimodal nanorods
多峰纳米颗粒的制备由于其在光电子学、光子学特别是生物成像等许多应用领域的巨大潜力而引起了人们的极大兴趣。纳米粒子（Nanoparticles，NPs）具有多种性质（光学、电化学、磁性），可以利用互补的刺激来探测纳米粒子与周围环境的相互作用，因此，纳米粒子（Nanoparticles，NPs）已经成为一种备受推崇的工具，可以对细胞和组织进行成像，其对比度与生物材料的尺寸以及由尺寸减小引起的量子限制效应的存在相匹配。在这种情况下，磁性和发射特性（如荧光）的组合对于非侵入性研究、细胞分选或药物载体化显得特别有吸引力。因此，结合荧光和磁性需要精细的混合组装结构。大多数磁性纳米颗粒由金属氧化物或合金制成，例如γ-Fe 2 O3、Fe 3 O 4、FePt，而目标荧光实体通常是有机染料或量子点（QD）。
2009-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembly of Delta-Formamidinium Lead Iodide Nanoparticles to Nanorods: Study of Memristor Properties and Resistive Switching Mechanism
本研究合成δ-甲脒铅碘纳米颗粒并自组装成纳米棒，用于忆阻器，探究其阻变机制。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Templated self-assembly of iron oxide nanoparticles
我们报告自组装铁氧化物纳米粒子薄膜在硅衬底上。除了均匀组装的层，我们制作了40-1000 nm宽的图案化的沟槽，使用电子束光刻辅助自组装的调查。通过在油酸存在下在三辛胺中热分解油酸铁络合物来合成直径为20 nm +/-7%的纳米颗粒。样品具有不同的轨道宽度和纳米颗粒浓度，其特征在于通过扫描电子显微镜和超导量子干涉装置磁力仪。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Self-assembly of Au-nanoparticles with Near-Perfect Monodispersity
金纳米粒子的形状和大小具有近乎完美的单分散性，自组装，非常缓慢，在室温下，在聚苯乙烯膜的膜厚度< 4 R_{g} $，R_{g}是未扰动的聚合物回转半径。纳米颗粒的形状和尺寸可以通过改变聚合物膜的厚度来调节，而不牺牲单分散性。自组装是由增强的二维扩散上的表面能的变化，明确界定和可调的尺寸，对应于低凝聚力的薄膜表面上的回转球沉积的Au团簇的分布。凝聚力的降低和表面扩散的增强与约束引起的旋转球沿膜深度分层明显相关。
2006-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling self-assembly of diblock copolymer-nanoparticle composites
提出了一种用于二嵌段共聚物（DBCPs）/纳米粒子（NP）自组装体系的胞动力学方法，研究了扩散系数依赖于链构型的纳米粒子与DBCPs相互作用的微区分离.增加NP浓度减慢域分离，但匹配NP扩散长度和层状尺寸的DBCP减少了这种效果。该模型还解释了不同的纳米复合材料的功能，如由NP诱导的形态转变，在一个单一的样品中的层状和六边形图案的共存和峰值NP密度分布在整个平行域。
2009-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Simulations of Evaporation-Induced Nanoparticle Assembly
虽然蒸发溶剂是一种广泛使用的技术，组装成所需的超结构的纳米尺寸的物体，已经有有限的工作，组装的结构是如何影响的过程中的物理方面。我们提出了大规模的分子动力学模拟的蒸发诱导组装的纳米粒子悬浮在液体中，以受控的方式蒸发。发现在液体/蒸气界面正下方形成的纳米颗粒晶体的质量在相对较慢的蒸发速率下更好，因为出现较少的缺陷和晶界。这种趋势被理解为纳米颗粒在液体/蒸气界面处的积累和扩散时间之间的竞争的结果。当前者较小时，纳米颗粒在界面处沉积得如此之快，以至于它们没有足够的时间通过扩散排列，这导致缺陷和晶界的普遍存在。我们的研究结果有重要的意义，在理解组装的纳米粒子和胶体在非平衡液体环境。
2013-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Positron Annihilation Study of Zn O Nanoparticles Grown under Folic Acid Template
在室温下对一种新的叶酸（FA）修饰的氧化锌纳米粒子样品进行了正电子寿命谱（PAL）、多普勒展宽（DB）和符合多普勒展宽（CDB）研究。结果显示了在ZnO纤锌矿晶体样品中迄今未观察到的有趣的观察模式，例如正电子素形成的优势，如（PAL）分析中所反映的，纳米晶体样品中在~0.8- 1.0%FA浓度下的相变，如DB结果所描绘的。此外，从CDB研究的比率曲线分析了样品的化学环境。除此之外，还报道了X射线衍射（XRD）数据和德拜-谢勒方法、透射电子显微镜（TEM）观察以及傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析的其他独立结果以供比较。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Copolymer template control of gold nanoparticle synthesis via thermal annealing
我们在这里提出了一个原始的过程相结合的自上而下和自下而上的方法，通过退火的薄金膜蒸发到孔模板通过蚀刻PS-PMMA共聚物膜。这样的过程允许更好地控制金纳米颗粒尺寸分布，这提供了更尖锐的局部表面等离子体共振。这使得这样的路线对于感测应用有吸引力，因为热蒸发后获得的Au纳米颗粒的品质因数增加了一倍以上。此外，这种方法可以通过使用具有各种分子量的共聚物来调节局部表面等离子体共振，因此对于表面增强拉曼光谱是有吸引力的。
2013-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium self-assembly of spin-wave solitons in FePt nanoparticles
L10相的FePt等磁性纳米粒子是我们当前数据存储技术的基石。随着晶粒变得越来越小以满足技术需求，超顺磁性极限要求材料具有更高的磁晶各向异性。这反过来又将磁交换长度减小到仅几纳米，从而能够在纳米颗粒内诱导磁性结构。在这里，我们描述了自旋波孤子的存在，自旋波激发的动态局域束缚态，在FePt纳米粒子。我们用时间分辨X射线衍射和微磁模型表明，飞秒激光激发后的退磁态形成了亚10 nm大小的自旋波孤子。测得的孤子自旋进动频率为0.1 THz，将该系统定位为开发能够填充THz间隙的微型器件的平台。
2021-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Role of ambient air on photoluminescence and electrical conductivity of assembly of ZnO Nanoparticles
研究了环境气体对ZnO纳米颗粒薄膜光致发光和电导率的影响。据观察，当周围气体的氧分压通过抽空降低时，保持在室内的尺寸低于20 nm的NP表现出其可见光致发光的完全降低。然而，来自ZnO NP的可见光致发光对环境空气中存在的其他主要气体不敏感。PL强度随压力的变化率与环境空气压力成反比，并且当颗粒尺寸减小时由于增强的表面与体积比而增加。另一方面，在干燥空气及其主要成分如N2、O2和CO2的存在下，ZnO NP的组装体表现为完全绝缘体。在潮湿空气中观察到电阻率约为102 - 103 Ωm的导电性。通过吸附的氧获得ZnO的施主电子后，在NP表面形成的耗尽层已被发现控制可见光致发光，并增加了NP之间的接触势垒，这反过来又增强了膜的电阻。
2011-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Effects of dipolar interactions on the zero-field-cooled magnetization of a nanoparticle assembly
我们研究了（弱）偶极相互作用对多分散纳米粒子组装体零场冷却磁化强度最大值时温度场行为的影响。为此，我们通过计算偶极相互作用对纵向弛豫时间的贡献，扩展了零场冷却磁化的Gittleman-Abeles-Bozowski模型。我们表明，在良好的定性协议与许多实验观察，零场冷却的磁化强度的最大值作为施加的磁场的函数的温度从一个钟形变化到单调递减的曲线时，偶极相互作用的强度，或相当于样品浓度，增加。
2007-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Cooperative nanoparticle self-assembly and photothermal heating in a flexible plasmonic metamaterial
我们从理论上研究了由芳纶纳米纤维和金纳米颗粒组成的柔性等离子体超材料的平衡行为和光热效应。纤维基体被认为是一个外部的领域，重新配置的纳米粒子组装。我们发现，加热过程调谐粒子-粒子和纤维-粒子的相互作用，这改变了吸附的纳米粒子在纤维表面或聚集在孔隙空间。因此，可以通过激光照射来控制纳米颗粒的自组装。金纳米颗粒强烈吸收辐射，并有效地将吸收的能量消散为热量。通过求解与有效介质近似相关联的传热方程，我们计算了空间温升。值得注意的是，我们的理论结果与先前的实验定量一致。这表明我们可以忽略粒子团簇引起的等离子体耦合效应。讨论了激光光斑大小和强度对光热加热的影响。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Error-proof programmable self-assembly of DNA-nanoparticle clusters
我们从理论上研究了一种新的通用方案的可编程自组装的纳米粒子成所需的几何形状的集群。这个问题的动机是高选择性的DNA介导的胶体颗粒之间的相互作用的可行性。通过分析一个简单的通用模型和一个更现实的描述的DNA胶体系统，我们表明，它是可能的抑制系统的玻璃态行为，并使自组装几乎防错。该方案需要可拉伸的颗粒间连接体（例如足够长的DNA）和软排斥势的组合。计算了几种类型集群的干扰相位图和错误概率。我们的计划的实验实施的前景进行了讨论。PACS编号：81.16.Dn、87.14.Gg、36.40.Ei
2007-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Frustrated Self-Assembly of Non-Euclidean Crystals of Nanoparticles
自然界中的自组织复杂结构，例如病毒衣壳、分级生物聚合物和细菌鞭毛，提供了效率、适应性、鲁棒性和多功能性。我们能否用简单的积木编程三维（3D）复杂结构的自组装，并在工程材料中达到类似或更高的复杂程度？在这里，我们提出了一个分析理论的四面体纳米粒子（NPs）自组装在3D空间中，不可避免的几何挫折相结合的竞争吸引和排斥粒子间的相互作用导致可控的，高产率，和对映体纯自组装的螺旋带。该理论基于非欧几里德空间中的晶体结构，预测了与实验观察定性一致的形态。我们预计，这一理论将提供一个通用框架，用于将简单的多面体构建块自组装成具有新材料能力的复杂形态，如可调光学活性，这对多种新兴技术至关重要。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deep Learning Potential of Mean Force between Polymer Grafted Nanoparticles
在纳米颗粒表面接枝聚合物链是控制其在聚合物基质中自组装和分布的一种众所周知的途径。通过改变单个纳米颗粒表面上的接枝图案，实现了各种各样的自组装结构。然而，准确估计一对接枝纳米粒子之间的平均力的有效潜力，决定它们在聚合物基质中的组装和分布是纳米科学中的一个突出挑战。在这里，我们提出了一种新的深度学习方法，该方法从聚合物接枝纳米颗粒簇的分子动力学轨迹中学习一对接枝纳米颗粒之间的相互作用。随后，我们进行了基于平均力的分子模拟的深度学习潜力，该模拟预测了大量聚合物接枝纳米颗粒自组装成各种各向异性超结构，包括依赖于3D中纳米颗粒浓度的聚合物网络和双层。平均力预测的自组装超结构的深度学习潜力与聚合物接枝纳米颗粒的实际超结构一致。这种深度学习框架非常通用，可以加速自由空间或聚合物基质中聚合物接枝和未官能化纳米颗粒的自组装和相行为的表征和预测。
2022-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Defects in graphite engineered by ion implantation for the self-assembly of gold nanoparticles
本研究针对二维材料缺陷工程的应用需求，利用离子注入技术在高定向热解石墨表面构筑可控缺陷，结合实验表征与模拟明确缺陷结构，实现金纳米颗粒的引导自组装，为功能纳米材料开发提供新路径。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly Integrated Organic-Inorganic Hybrid Architectures by Non-Covalent Exfoliation of Graphite and Assembly with Zinc Oxide Nanoparticles
在此，我们报告了一种简单，直接和通用的方法，通过非共价化学和改进的逐层组装来构建0D/2D混合纳米颗粒/石墨烯架构。采用三种水溶性二萘嵌苯二酰亚胺将原始石墨有效地剥离成带正电荷的少层和多层石墨烯薄片。这些阳离子结构单元与阴离子氧化锌纳米颗粒的进一步组合导致通过静电和范德华相互作用形成定制的杂化膜。这些超分子混合纳米结构通过UV/Vis和拉曼光谱、AFM以及电子显微镜进行了彻底的表征，显示出在厘米级的出色的长程均匀性和高完整性，在60 - 100 nm之间的均匀纳米厚度以及不同构建块之间的紧密接触。由于其简单的装配。这些架构可以被认为是许多先进应用的有前途的候选者，特别是在能量存储和转换领域。
2018-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Chiral nanoparticle chains on inorganic nanotube templates
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Holon Institute of Technology（霍隆理工学院）
本研究利用非手性无机WS2纳米管作为模板，在高达550°C下实现金属和介电纳米粒子的手性组装，拓宽了纳米粒子制备技术范围，展示了多种材料的手性链结构。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Laser driven self-assembly of shape-controlled potassium nanoparticles in porous glass
我们观察到形状控制的钾纳米粒子的玻璃纳米孔的随机网络内的增长，暴露于低功率激光辐射。可见激光起着双重作用：它增加了钾原子从玻璃内壁解吸的概率，并诱导亚稳态金属纳米颗粒沿纳米孔的自组装。通过探测样品的透明度和原子光诱导解吸通量进入气相，团簇形成/蒸发和原子光解吸过程的动力学的特点。结果表明，激光不仅增加了嵌入玻璃基质中的纳米颗粒的数量，而且还影响了它们的结构特性。通过适当地选择激光频率和照射时间，我们证明了可以定制纳米颗粒的形状分布。此外，原子解吸的宏观行为和光辅助团簇形成之间的深层联系被观察到。我们的研究结果为原子/表面相互作用的研究提供了新的视角，同时也为纳米结构的光控可逆生长提供了有效的工具。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Single step synthesis and organization of gold colloids assisted by copolymer templates
我们在这里报告了一个原始的一步法合成和自组织的金胶体通过简单地将金盐的溶液制备与聚苯乙烯（PS）-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共聚物，硫醇化PS和丙二醇甲醚乙酸酯（PGMEA）作为溶剂。然后，该溶液的旋涂和退火允许形成PS域。根据所制备的溶液的聚合物浓度，每个PS域可以有一个或几个金纳米颗粒（NP）。对于高浓度的金纳米粒子在PS域，等离子体纳米粒子之间的耦合导致在光学消光光谱中的第二个峰的观察。这种集体效应可能与未来光学应变传感器的发展有关。
2014-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Metal adatoms on graphene and hexagonal boron nitride: Towards the rational design of self-assembly templates
金属衬底上周期性波纹状外延石墨烯和六方氮化硼（h-BN）被认为是纳米颗粒阵列自组装的前景模板。通过第一性原理计算，我们确定了金属原子在石墨烯和六方氮化硼表面的结合能和扩散激活势垒。所观察到的化学趋势可以理解的电荷转移和共价键之间的相互作用，涉及吸附原子d电子。我们进一步研究了金属基底的电子效应，发现基于石墨烯的周期性波纹模板与金属/石墨烯界面处的强相互作用相结合最适合于高度规则的纳米颗粒阵列的自组装。
2010-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoparticle Self-assembly Assisted by Polymers: The Role of Shear Stress in the Nanoparticle Arrangement of Langmuir and Langmuir-Blodgett Films
利用聚合物辅助的纳米粒子自组装，通过剪切应力调控Langmuir和Langmuir-Blodgett膜中纳米粒子排列，研究不同应变条件下量子点结构的形态变化和有序性。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hierarchical self-assembly of nanoparticles for optical metamaterials
分级自组装将纳米结构排列在不同的长度尺度。它逐渐成为一种有效的方法来制造人工超材料的复合纳米结构定制的特定响应。分级自组装通过显著减少制造时间并使得形成块体材料成为可能来克服“自上而下”方法的缺点。在这里，我们报告的应用分层自组装的金属纳米粒子的创造第一个各向同性光学超材料与强人工磁性的蓝光。我们已经使用胶体自组装来创建产生所需的磁响应的人工“纳米分子”，并使用微流体自组装来产生块体亚结构。我们证明，最终材料的磁响应是准确地描述了各向同性的磁导率，满足局部性的原则。我们的方法解锁了大量复合纳米材料的制造。此外，这种“自下而上”方法所固有的空间无序是解决非局部性问题的关键。该技术可以很容易地扩展到未来几代由介电纳米块制成的低损耗光学超材料，以绕过与贵金属中等离子体共振相关的光学损耗的限制。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembly of Core-Shell Hybrid Nanoparticles by Directional Crystallization of Grafted Polymers
本研究通过将可结晶聚合物接枝到SiO₂纳米颗粒上，利用配体定向结晶驱动自组装，两步形成核壳杂化纳米结构，揭示了配体在构建复杂杂化材料中的关键作用。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Complex crystal structures formed by the self assembly of di-tethered nanospheres
我们报告的结果从计算研究的两亲性双拴系纳米球的自组装使用分子模拟。作为一个函数的相互作用强度和方向性的系链-系链相互作用，我们预测形成四个高度有序的相以前没有报道的纳米颗粒系统。我们发现了一个双金刚石结构，球形胶束与纳米颗粒的互补金刚石网络（ZnS/D）的二元金刚石排列：NaCl结构的球形胶束与纳米颗粒的互补简单立方网络交替相，形成与AlCu_2Mn相同的整体晶体结构（NaCl/SC）;具有由[8，8，4]阿基米德镶嵌（TC/T）描述的纳米颗粒的四重网格的交替的四重有序圆柱相;以及交替的金刚石相，其中两个金刚石网络都由纳米颗粒基质内的系链（AD）形成。我们将这些结构与线性和星形三嵌段共聚物系统中观察到的结构进行比较。
2009-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fabrication and characterisation of CdSe photonic structures from self-assembly
本文介绍了一种利用模板自组装技术制备CdSe光子晶体的方法。通过聚合物纳米/微米球模板之间的间隙，通过电化学方法生长出六方密排的光子晶体。含有共焦空洞的光子晶体可以制成互连或良好分离，具有高均匀性。结构和光学表征证实了电化学生长的CdSe的良好品质。这些廉价制造的2D光子晶体为光电子器件提供了广泛的机会。
2005-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Single-file diffusion and kinetics of template assisted assembly of colloids
本文报道了二维质点系在一维周期性模板上有序化动力学的计算机模拟研究。在平衡状态下，随着衬底电位的变化，得到一个重入的液-固-液相变。我们表明，晶序的域生长为$\sim t^{1/z}$，与$z \sim 4$与可能的交叉，以$z \sim 2$在后期。我们认为，$t^{1/4}$法律起源于{ \em单列}运动和湮灭的缺陷对相反的拓扑电荷沿通道创建的模板。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Template-Directed Self-Assembly of Buried Nanowires and the Pearling Instability
越来越多的微型电子和光子器件的制造依赖于新的、巧妙的空间控制纳米结构制造方法。例子是基于半导体纳米线的电子器件和基于通过耦合表面等离子体导光的金属纳米团簇链的光子器件。在这方面的贡献模板定向离子束合成纳米线和规则的纳米簇链。使用在（001）Si中蚀刻并随后氧化的V形槽作为模板。高注量的Ge+注入到SiO2层在70 keV。因此，注入的Ge在V形槽底部富集到临界量，这可能导致在后续热处理期间通过成核、生长和聚结形成纳米线。TEM研究表明，在V型槽底部的二氧化硅中埋置的纳米线的形成。动力学晶格蒙特卡罗模拟的纳米线形成过程中进行，以了解相分离机制和结果进行比较，TEM图像。此外，它表明，即使是理想的纳米线显示出不稳定性，并在长期退火过程中形成等间距和等尺寸的纳米团簇（“纳米团簇链”）的自组织。
2001-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic Self-Assembly of Metals on Co-polymer Templates
在这项工作中，我们试图了解一些基本的过程中，管理在纳米尺度上的自组装在图案化的共聚物模板上的金属结构的形成的背景下。为此，我们集中于Lopes { \it et al}（Nature，2001）进行的实验，其中研究了不同金属在PS-b-PMMA相分离模板上的蒸发沉积所产生的形态。我们表明，所获得的不同形态可以理解的能量学和动力学的相对重要性。然后，我们专注于一个特定的形态：微米长的线状的国家获得的银的蒸发沉积在模板上。我们表明相邻的电线之间的“非平凡”的相关性，可以理解的基础上一个纯粹的动力学机制的存在。我们还比较了这些相关性定量与相关的实验参数进行模拟得到的，并发现它们在很好的协议。
2003-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembly of binary nanoparticle dispersions: from square arrays and stripe phases to colloidal corrals
纳米级正方形和条形图案的产生具有重大的技术重要性，因为它们与工业标准电子电路兼容。最近，通过氢键相互作用的二嵌段共聚物的共混物显示出在正方形阵列中的自组装。受这些实验的启发，我们研究，使用蒙特卡罗模拟，斑图形成的胶体粒子通过各向同性的核心电晕电位相互作用的二维二元混合物。我们发现了丰富多样的模式，可以分组主要是在聚集，自组装在规则的正方形晶格或交替带。观察到的其他形态包括可能用作表面模板剂的胶态corpine。这项工作显示了这个简单模型的意想不到的多功能性，可以产生各种具有高技术潜力的图案。
2009-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Synthesis and self-assembly of lipid (DMPC)-conjugated gold nanoparticles
生物共轭纳米材料在开发新型超分子结构、分子机器和生物传感器件等方面具有广阔的应用前景。在这项研究中，脂质共轭金纳米粒子的合成，并允许形成自组装单层结构。通过相转移方法制备纳米颗粒，该方法涉及在水溶液中通过柠檬酸钠还原四氯金酸钾（III），并同时将还原的物种转移到含有DMPC（1，2-二肉豆蔻酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱）的有机介质中。采用紫外可见光谱和动态光散射（DLS）粒度分析对金纳米粒子进行了表征。此外，使用透射电子显微镜（TEM）检查所得纳米颗粒。LB技术用于在室温下将DMPC封端的纳米颗粒组装到水亚相上。压缩等温线的测量证实了脂质封端的金纳米颗粒的组装。这种利用脂质分子相互作用合成有序结构的方法将有助于开发新型超材料和纳米电路。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Visualizing Magnetic Order in Self-Assembly of Superparamagnetic Nanoparticles
本文利用软X射线矢量叠层衍射断层成像技术揭示了液-液界面自组装超顺磁纳米粒子的三维磁化场，发现层数增加使自旋更对齐并增强净磁化，单层因热致磁涡旋增殖呈磁短程有序，双层和三层因偶极相互作用增强呈磁长程有序，证明了层状结构对磁化的关键作用。
2024-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of magnetic clusters and rods using electrostatic co-assembly
使用一种新的协议，用于混合带相反电荷的胶体和大分子，磁性集群和棒制造使用10纳米氧化铁纳米粒子和聚合物。在这里，我们表明，作为分散体进行所谓的相变，在100 nm - 1 μm范围内的球形团簇自发形成透析或稀释。在透析过程中施加磁场，引发聚集体的一维生长，导致形成平均直径200 nm的1 - 100 μm棒。在本文中，我们证明了纳米结构棒继承了氧化铁颗粒的性质，即是超顺磁性的。我们还讨论了作为纳米颗粒直径的函数的磁性的依赖。
2011-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic polymer nanoparticles with controlled dimensions from the morphological transformation of isotropic seeds
如果我们要设计和创造先进的材料，那么在多个长度尺度上理解和控制自组装过程至关重要。特别是，我们在纳米尺度上组织物质的能力已经有了相当大的进步，但仍然远远落后于我们操纵单个分子的技能。我们迫切需要新的工具来控制纳米级的组装，以及对它们如何工作的物理理解。在这里，我们报告了一种新的方法，用于生产高度各向异性的纳米粒子的控制尺寸的基础上的形态转换过程（MORPH为短）驱动的超分子键的形成。我们提出了一个最小的物理模型MORPH，这表明它将被推广到大量的聚合物/纳米粒子系统。我们设想MORPH成为一个有价值的工具，用于控制纳米级的自组装，并为不同的应用程序的功能性纳米结构的生产。
2019-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Superconducting anti-dot arrays from self-assembly template methods
我们目前的结果电化学沉积超导铅的模板制备的自组装从胶体悬浮液的聚苯乙烯乳胶球的孔。这种技术使我们能够创建高度有序的超导纳米结构与3D架构的长度范围从50 - 1000 nm。所制备的样品表现出明显的Little-Parks振荡的Tc和匹配的磁化强度和磁化率的影响。磁化率的实部和虚部遵循普遍的科尔-科尔曲线。自场效应对低温下磁矩的可磁化性行为起着重要的作用。
2003-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Assembly-mediated Interplay of Dipolar Interactions and Surface Spin Disorder in Colloidal Maghemite Nanoclusters
通过基于高温多元醇的途径促进单晶、胶体磁赤铁矿纳米颗粒的受控组装。结构表征表明，在水介质中具有高结晶度的50和86 nm直径（D）的尺寸可调的纳米团簇由$\sim$ 13 nm（d）晶体取向的纳米颗粒组成。针对从单个胶体纳米颗粒（$ϕ$ = 0.47）到簇（$ϕ$ = 0.72）的无机磁性相的增加的体积分数$ϕ$检查相互作用效应。后者的冷冻液体分散体在300 K下表现出弱的亚铁磁行为。比较穆斯堡尔光谱研究表明，团簇内的相互作用发挥作用。一个新的见解出现从集群温度依赖的交流磁化率，显示两个最大值在$χ$“（T），具有很强的频率色散。标度律分析以及所观察到的记忆效应表明，在T $_{B}$ $\sim$ 160-200 K时，超自旋玻璃态进入，而在较低温度下，表面自旋玻璃冻结在T $_{f}$ $\sim$ 40- 70 K。在这样的纳米粒子组装系统中，随着$ϕ$的增加，蒙特卡罗模拟证实了粒子间偶极相互作用和组成纳米粒子表面自旋无序在新兴的自旋玻璃动力学中的作用。
2013-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morphology and depletion force-based large-scale self-assembly of nanocubes on surface
Seoul National University（首尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本研究提出MIDAS方法，利用形貌敏感耗散力实现金纳米立方体的形状选择性自组装，通过控制基底粗糙度大规模制备二维和三维纳米颗粒结构，无需复杂修饰，模拟验证耗散力为关键参数。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selectivity in Ligand Functionalization of Photocatalytic Metal Oxide Nanoparticles for Phase Transfer and Self-assembly Applications
在室温条件下，研究了胺封端（油胺）和硫醇封端（1-十二烷基乙基）烷基链配体对TiO 2、ZnO、WO 3和CuO光催化金属氧化物纳米粒子的功能化作用。在配体对这些不同氧化物的纳米颗粒的结合特异性中观察到高选择性。据观察，油胺稳定地结合到只有TiO 2和WO 3，而1-十二烷硫醇稳定地结合到ZnO和CuO。同样，使用油胺可以实现TiO 2和WO 3纳米颗粒的极性到非极性溶剂相转移，但使用1-十二烷基硫醇则不行，而对于ZnO和CuO则相反。通过ATR-FTIR光谱法探测配体官能化纳米颗粒的表面化学，这使得能够阐明在活性位点处的配体的占据。纳米粒子表面配体的光稳定性取决于材料的光催化自清洁性能。虽然TiO 2和WO 3在UV和可见光下在24小时内降解配体，但ZnO和CuO上的配体不受影响。从应用的角度来看，收集的见解也是高度相关的。例如，由于配体官能化的纳米颗粒本质上是疏水的，因此它们可以在空气-水界面处自组装，以获得具有经证实的光催化以及防雾特性的纳米颗粒膜。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatic co-assembly of iron oxide nanoparticles and polymers : towards the generation of highly persistent superparamagnetic nanorods
最近由Boal等人（A.K. Boal等人，Nature 404，746-748，2000）涉及使用无机纳米颗粒作为用于设计和制造胶体和超胶体组装体的结构单元的可能性。预计这些结构可以由不同的形状，图案和功能制成，并可以构成未来纳米器件的组件，包括传感器，致动器或纳米电路。在这里，我们报告的协议，使我们能够制造这样的纳米粒子聚集体。构建体的结构单元是阴离子涂覆的氧化铁纳米晶体（超顺磁性，尺寸7 nm）和阳离子中性嵌段共聚物。我们已经表明，带电物种之间的静电相互作用可以通过调节分散体的离子强度来控制。在适当的条件下，静电的控制导致在微米长度尺度的球形或细长的聚集体的阐述。细长的聚集体被发现是棒状的，直径为几百纳米，长度在1和50微米之间。除了它们显著的硬度之外，纳米结构的棒被发现随着外部施加的磁场而重新取向，这与超顺磁性定律一致。
2009-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Geometric Frustration Directs the Self-Assembly of Nanoparticles with Crystallized Ligand Bundles
Institute for Multiscale Simulation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学多尺度模拟研究所）；Jena Center for Soft Matter, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿大学软物质中心）
本文提出由吸引性杆与排斥性球构成的极简粗粒化模型，以描述带结晶配体束的纳米粒子，并揭示几何失稳如何调控自限制团簇及低维介观结构。
2025-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Room temperature self-assembly of mixed nanoparticles into complex material systems and devices
使用其他不相容的材料制造具有复杂和结构化组成的纳米材料的能力日益成为下一代技术的基础。这正转化为越来越多的努力，将更广泛的材料集成到关键技术平台上1-在光子学中，其中一个平台是二氧化硅，这是一种无源、低损耗和坚固的介质，对于高效的光传输至关重要2。主动功能化，无论是通过增加增益或非线性，是最有可能通过集成的活性材料3，4。不幸的是，在二氧化硅波导的制造中使用的高温使得目前不可能整合许多对实现这种扩展功能至关重要的有机和无机物质。在这里，我们展示了使用纳米粒子的自组装由复杂的二氧化硅基材料制成的新型波导和器件的制造。特别是，室温下制造的二氧化硅微丝集成有机染料（罗丹明B）和单光子发射纳米金刚石。
2012-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Self-assembled contacts to nanoparticles using metallic colloidal spheres
悬浮液中粒子的自发组装为具有纳米级控制的设备的廉价制造提供了策略，例如用于存储器或逻辑应用的单电子晶体管。然而，形成具有所需纳米级间距的电极的可缩放且稳健的方法仍然是一个主要挑战。在这里，我们展示了一个简单的组装方法，其中金属胶体球作为电极。通过在悬浮液中组装，然后沉积到图案化衬底上来形成器件。这种方法的关键是电极间（球体间）间距自发地设置为允许与单层纳米颗粒的隧穿接触。由于纳米粒子的小尺寸和大的静电荷能，测量的电流表现出库仑阻塞。我们表明，器件电阻可以通过一个栅电极进行调谐。我们的研究结果展示了一种全新的方法来廉价和大规模制造电子器件，如具有纳米级特征的晶体管。
2006-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Route to Hierarchical Assembly of Colloidal Diamond
光子晶体是由不同介电常数的周期性区域构成的，具有控制光的能力。然而，光子材料中的结构圣杯金刚石在胶体长度尺度上的合成仍然具有挑战性。在这里，我们探索新的方法来组装金刚石使用改性gyrobifastigial（mGBF）纳米粒子，形状类似于两个反排列的三棱柱。我们研究了导致金刚石自组装的参数空间，并且我们比较了通过mGBF自组装的金刚石中缺陷的可能性与纳米颗粒形状，这是目前组装金刚石的焦点，截头四面体。我们介绍了一种潜在的路线，实现mGBF粒子的二聚三角棱镜使用有吸引力的补丁，我们报告的影响，这种超结构的光子特性。
2021-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Assembly of Complex Colloidal Systems Using DNA
本文综述了DNA编程胶体自组装领域的最新进展，涵盖DNA包覆颗粒的有效相互作用设计、动态自组装路径、DNA origami复合亚基构建有限尺寸多组分结构，并展望了基于动力学理论实现多目标结构获取和能量耗散稳定新材料的前景。
2024-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
DNA-functionalized gold nanoparticle assemblies for Surface Enhanced Raman Scattering
DNA链的可编程组装是构建定制的自下而上纳米结构的有前途的工具。在这里，我们提出了一个等离子体纳米系统获得的碱基配对介导的聚集的金纳米粒子（NP），分别与两个不同的单链DNA链功能化。它们的受控装配由互补DNA“桥”序列介导。我们监测形成的DNA组装NP聚集体在溶液中，我们研究了它们的表面增强拉曼散射（SERS）响应与单个NP成分的比较。我们解释揭示的SERS签名在纳米级的分子和NP组织方面，表明DNA桥分子的作用产生规则的NP聚集体与控制的粒子间距离和可重复的SERS响应。这证明了本系统作为稳定的、生物相容的和可回收的SERS传感器的潜力。
2019-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Template-Assisted Self Assembly of Fluorescent Nanodiamonds for Scalable Quantum Technologies
提出一种毛细管驱动的模板辅助自组装方法，实现直径低于50 nm的纳米金刚石在毫米级区域的精确有序排列，并基于200余个样品的统计测量揭示了NV中心性质与尺寸无关，为量子器件集成奠定基础。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface Plasmon Enhanced Photoconductance of Gold Nanoparticle Arrays with Incorporated Alkane Linkers
我们报告了一个光电导增益效应的二维阵列的金纳米粒子，其中烷烃分子插入。纳米颗粒阵列是由链烷硫醇包覆的金纳米颗粒通过自组装过程形成的，随后它们通过微接触印刷技术在Si/SiO2芯片上图案化。我们发现，阵列的光电导强烈增强的纳米粒子的表面等离子体激元的频率。我们解释的观察作为一个辐射热增强的纳米粒子阵列的电导后，激发表面等离子体共振。
2009-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
One-Pot Approach for Acoustic Directed Assembly of Metallic and Composite Microstructures by Metal Ion Reduction
提出利用驻波控制金属离子还原产物的一锅法，单步制备周期性、同心、多层及复合金属微结构，减少工序并避免纳米颗粒稳定与界面亲和要求。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth mechanism of nanostructured superparamagnetic rods obtained by electrostatic co-assembly
我们报告的纳米结构棒的生长制造的静电共组装氧化铁纳米粒子和聚合物之间。γ-Fe_2O_3和磁赤铁矿的粒径分别为6.7 nm和8.3 nm，多分散性较窄。共组装由i）聚合物和颗粒之间的静电相互作用和ii）外部施加的磁场的存在驱动。棒的特征在于大的各向异性因子，直径为200 nm，长度为1 - 100 μ m。在目前的工作中，我们提供了第一次作为离子强度和浓度的函数的棒的形态图。我们表明存在一个临界纳米粒子浓度和一个临界离子强度超过该杆不形成。在中间制度，只有曲折和分支的聚集体被检测到。在较高的浓度和较低的离子强度下，产生具有超顺磁性的线性和刚性棒。根据这些数据，提出了一种杆形成的机制。该机制分为两个步骤：球形颗粒团簇的形成和生长，以及由磁偶极相互作用引起的团簇的排列。就这些过程的动力学而言，团簇的生长和它们的排列伴随发生，导致颗粒或小团簇的连续增长，以及棒状结构的焊接。
2010-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tuning Optical Properties of Self-Assembled Nanoparticle Network with External Optical Excitation
DNA驱动的自组装使得由于特定的沃森-克里克相互作用而精确定位胶体纳米颗粒成为可能。这种自组装方法的另一个重要特征是通过控制介质的温度来实现其可逆性。在这项工作中，我们研究了另一种机制来控制DNA功能化的金纳米粒子的结合/解结合过程的潜力。我们利用可以被金纳米颗粒吸收的激光辐射来加热它们的网络并使其解离。在这里，我们表明我们可以通过外部光激发来主动控制纳米颗粒网络的光学性质。我们发现，通过用绿色手持激光器照射该结构，与未被激光照射的样品的透射率相比，总透射率可以增加~30%。类似地，光学显微镜图像表明纳米颗粒网络从不透明转变为透明，而纳米颗粒在激光照射停止后再次形成网络。我们的研究结果证明，光激发可以用来定制的结构，从而DNA自组装纳米粒子网络的光学性质。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Elasticity-Dependent Self-assembly of Micro-Templated Chromonic Liquid Crystal Films
我们探索了在正方形晶格圆柱形微柱基底上形成的水性溶致变色液晶（LCLC）膜的微图案化指向矢结构。通过调节LCLC中间相和它们的弹性性质，经由干燥浓缩来操纵结构。向列型LCLC膜沿微柱晶格的对角线表现出优选的平行排列。柱状LCLC膜，从向列相干燥，形成两个不同的导演和缺陷配置：对角对齐的导演图案与局部正方形的缺陷，和非对角配置与锯齿形缺陷。这些状态的形成似乎与最初的薄膜的相对张开和弯曲自由能成本有关。所观察到的柱状和柱状配置的理解数值使用朗道-德Gennes自由能模型。在其他属性中，该工作提供了LC膜在柱状相和溶致LC膜中的准2D微图案化的第一个例子，并且它展示了通常难以通过体弹性特性对准的LCLC膜的对准和配置切换。
2014-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
