胶体纳米晶体(NCs)已成为一类具有可调组成、尺寸、形状和表面化学性质的多样化材料。然而,在制造具有器件组件和应用所需的分辨率、产量和成本的图案化NC膜方面,胶体纳米材料的集成遭遇到了挑战。芝加哥大学Dmitri V. Talapin发表了最新综述,讨论了刺激敏感表面配体的开发,该配体使NCs能够以良好的图案保真度直接图案化的同时,还能保持所需的性质。。
本文要点
(1)首先,作者总结了胶体NC之间的基本作用力,并讨论了NC稳定/不稳定背后的原理。这些原理可用于理解刺激诱导的配体修饰后NC分散性变化的机制。作者介绍了六种基于配体的图案化机制:配体交联、配体分解、配体解吸、原位配体交换、离子/配体结合和配体辅助增加离子强度。作者还讨论了属于每种机制的刺激敏感配体,包括它们的化学转化,并讨论了如何使用这些配体来形成空间或静电稳定的胶体NCs。
(2)然后,作者讨论了在选择特定配体化学或刺激物来图案化NCs时应考虑的相关优值。这些优值与图案质量(例如分辨率、边缘和表面粗糙度、层厚度)或NC材料质量(例如光/电致发光、电导率、无机分数)有关。最后,作者对进一步扩展刺激敏感配体的化学、提高NC图案质量、3D打印的进展以及其他潜在的研究方向进行了展望。最终,作者希望NC模式工具箱的开发将加快其在广泛应用中的实施。
Jia-Ahn Pan, et al. Stimuli-Responsive Surface Ligands for Direct Lithography of Functional Inorganic Nanomaterials. Acc. Chem. Res. 2023
DOI:10.1021/acs.accounts.3c00226
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00226