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介紹

自組裝（self-assembly），是指基本結(jié)構(gòu)單元(分子，納米材料，微米或更大尺度的物質(zhì)）自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。在自組裝的過(guò)程中，基本結(jié)構(gòu)單元在基于非共價(jià)鍵的相互作用下自發(fā)的組織或聚集為一個(gè)穩(wěn)定、具有一定規(guī)則幾何外觀的結(jié)構(gòu)。

韓國(guó)學(xué)者Fei Fei Fang為了提高軟磁羥基鐵的磁流變性質(zhì)和它的分散穩(wěn)定性，使用4-氨基苯酸作為嫁接劑經(jīng)過(guò)兩步（超聲波破碎和溶液澆鑄）在羥基鐵表面組裝了稠密的碳納米管網(wǎng)絡(luò)。

圖1 溶液澆鑄法組裝碳納米管原理圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

組裝后的微球SEM照片可以看到碳納米管形成了非常完美的包裹，將羥基鐵微球牢牢覆蓋。

圖2 碳納米管微球（a）從萃取的碳納米管（b）

由于碳納米管的自組裝效果，制得的微球具有與聚合物相似的密度但是更好的穩(wěn)定性質(zhì)。這個(gè)結(jié)果可以從Turbiscan多重光散射儀的數(shù)據(jù)中可以看出。原始羥基鐵懸浮液圖3（a）的透射光變化強(qiáng)度接近50%，而表面組裝了碳納米管的羥基鐵懸浮液（b）的透射光變化強(qiáng)度不到20%，意味著改性后的微球懸浮液更加穩(wěn)定。

圖3 Turbiscan多重光散射儀透射光圖譜-（a）原始羥基鐵懸浮液碳納米管（b）羥基鐵懸浮液

圖4 羥基鐵懸浮液的改性前（黑）與改性后（紅）透光率變化情況

樣品中部透射光強(qiáng)變化越劇烈，代表羥基鐵粒徑變化（絮凝程度）越大，從圖4可見(jiàn)，改性后的羥基鐵懸浮液絮凝速度較慢。

結(jié)論

Turbiscan多重光散射儀可以定性定量地表征物理不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于碳納米管在羥基鐵顆粒表面的自組裝過(guò)程，使得改性前后的羥基鐵懸浮液的穩(wěn)定性差別明顯，改性后的羥基鐵懸浮液更加穩(wěn)定。Turbiscan多重光散射儀測(cè)量過(guò)程與樣品無(wú)接觸、無(wú)擾動(dòng)，同時(shí)適用于監(jiān)測(cè)材料的原位自組裝過(guò)程。