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【科研进展】膜乳化法一步制备均一可控的褶皱二氧化硅微球

[作者:生化室   来源: 本站原创   发布时间:2021-01-21   ]

基于微球表面的褶皱形貌能提升材料的比表面积,同时赋予材料吸附、捕获等功能性,可广泛应用于光学、药物递送、自组装等领域。目前通过软模板法构建褶皱硅粒子,在一定的面内应力作用下能够形成不同的表面形貌。但由于种子生长策略的粒径局限性,规模化制备可调控褶皱形貌的大粒径硅微球仍是一个技术瓶颈和挑战。

近日,中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室马光辉研究员巩方玲研究员团队基于复合硅源正硅酸乙酯和有机硅氧烷缩聚程度不同,通过膜乳化技术使用溶胶作为分散相制备均一乳液,通过控制乳滴中溶胶凝胶化过程,调控缩聚过程中产生的面内收缩应力作用,一步法构筑表面具有褶皱形貌的杂化二氧化硅微球。该体系中褶皱微球粒径均一,褶皱形貌可控。

通过对复合硅源比例、有机硅氧烷种类和催化剂浓度等因素的调控,可以实现一系列不同表面褶皱形貌的大粒径硅微球的制备,并通过响应面分析法获知各因素对褶皱形貌形成的影响规律,构建了2FI模型为后续精准调控褶皱形貌提供了理论基础。该策略制备的褶皱微球表面形貌调控方式简便,易于大规模制备及推广应用,将在吸附分离领域具有良好的应用潜力。

本文作为封面文章发表在Particuology期刊,第一作者为博士生胡宇宁,通讯作者为马光辉研究员和巩方玲研究员。

亮点:

l  乳液/溶胶凝胶转化法相结合一步制备褶皱二氧化硅微球。

l  利用乳滴中硅源缩聚程度不同和溶胶凝胶转化过程调控微球表面褶皱形变。

l  褶皱微球可以捕获纳米聚合物粒子,具有吸附分离的应用潜力。



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