可重构胶体组件的新方法为自适应智能材料铺平了道路

胶体自组装是一种胶体粒子在特定条件下自发组织成有序结构的过程。胶体自组装是设计光电器件和传感器等材料的基础。胶体自组装最有趣的前沿之一是活性胶体组装体的发展，它表现出动态行为，可以适应外部刺激

活性胶体——将外部能量转化为自主运动的胶体粒子——是活性胶体组件的典型组装单元。尽管这些活性粒子可以表现出迷人的自组装行为，但精确和实时控制这些行为仍然是一个重大挑战。动态调整和操纵胶体组件的能力是创建自适应、可重构功能材料的关键

哈尔滨工业大学（深圳）王伟教授和成都工业大学陈neneneba习博士领导的一个研究项目介绍了一种构建活性胶体组件的新策略。这项发表在《研究》上的工作为具有实时、按需重新配置的智能材料的设计提供了新的见解

在他们最近的研究中，研究小组向前迈出了一步，将化学反应和极化相结合，实现了组装结构的可逆组装和原位调节。组装单元包括主动和被动胶体颗粒，其中主动颗粒与溶液中的化学物质反应以产生化学梯度。这种梯度诱导电泳和渗透，吸引周围的被动粒子形成胶体簇

此外，利用交变电场使被动粒子极化，产生偶极-偶极排斥力，有助于将粒子组装成特定的构型。通过微调化学和电场，该小组实现了对粒子之间吸引力和排斥力的精确控制，从而能够原位调节胶体组件的结构

展望未来，该团队设想应用这些策略来设计能够动态改变其结构和功能的各种胶体材料。这标志着向开发具有多种应用的自适应材料迈出了一步，从响应式传感器到自愈系统和可重构设备 More information: Xi Chen et al, Reconfigurable Assembly of Planar Colloidal Molecules via Chemical Reaction and Electric Polarization, Research (2024). DOI: 10.34133/research.0490

Journal information: Research