这项研究可实现批量生产千克级的封装有机液体的凝胶。该凝胶中的纳米线可通过简单的蒸馏及离心回收,可循环使用十次以上,该策略可有效用于有机液体的半固化和溢油回收。该项研究以“Locking volatile organic molecules by subnanometer inorganic nanowire-based organogels”为题,于2022年7月1日发表在Science上 (Science 377:100–104 (2022)), 第一作者是张思敏博士。
论文作者首先制备了Ca-POM纳米线,并通过透射电子显微镜(TEM)、原子分辨率球差校正透射电子显微镜(AC-TEM)、原子力显微镜(AFM)和小角X射线衍射(SXRD)等技术研究了纳米线的形貌,然后通过X射线光电子能谱(XPS)和能量色散X射线能谱(EDS)获得了纳米环的元素组成,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)研究了纳米线的组分及结构。此外,还对Ca-POM纳米线凝胶进行了分子动力学(MD)模拟。SAXS结果显示,当凝胶薄片被拉伸时,二维SAXS图案是各向异性的,表明凝胶中的纳米线在张力作用下有一定程度的取向。所以在力学测试中发现,对于相同的凝胶,拉伸弹性模量高于压缩弹性模量。这正是因为当凝胶拉伸后,纳米线网络在张力作用下发生了一定的取向,而当凝胶被压缩时,纳米线没有有序排列以抵抗压缩。
相关工作链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7574
图1. Ca-POM纳米线-有机液体凝胶。 图2. 纳米线-辛烷凝胶的弹性展示,散射图像和力学性能。