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PNAS: 铁磁液滴机理的研究进展

常温条件下,超顺磁纳米粒子在液/液界面的吸附,能够实现任意液滴形状的可控制备和顺磁流体-铁磁流体的转变,从而得到铁磁液滴。铁磁液滴在磁场下具有可控响应的现象,成为近年来在柔性反应器,软体机器人,生物载药和能量转换等领域的研究热点。因此,深入理解铁磁液滴的形成机理和磁性特点对进一步开拓其应用具有至关重要的意义。在北京市自然科学基金委的大力支持下,64体育软物质科学与工程高精尖创新中心的科研人员近年来致力于液/液界面自组装纳米颗粒功能化的发展,在功能纳米材料在水油界面自组装的理论及应用方面(Science 2019, 365, 264-267)开展了系统的研究。近期,中心科研人员在铁磁液滴的形成机理方面的研究取得了新进展。他们采用流体力学实验装置,观测到磁性纳米颗粒自组装结构在液滴表面的玻璃化转变的过程,证明了纳米粒子在界面发生阻塞相变(jamming)是得到铁磁性液滴的基本条件。结合液滴表面原位原子力显微镜及透射电镜的表征数据,能够清晰表明磁性纳米颗粒在界面形成的短程有序结构是其铁磁性的来源。进一步通过改变液滴的物理化学环境,如液相pH, 粒子浓度,粒子个数与液滴的表面积的比值等参数
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