重大突破:可控多组分纳米结构体系的制备取得成功

具有两种以上组分的复杂多组分纳米结构，图片来源:燕山大学

目前，使用可控方式制备含三种或更多种组分的本体多组分纳米结构仍然是一项挑战，因为多组分纳米结构所需的每种组分的合成条件不同，所以难以同时制备多组分纳米结构。

虽然研究人员设计了各种物理、化学方法想要解决这一难题，但是若想实现对多种共混纳米材料中组分的同时控制，还是非常困难的。迄今为止，前人的研究方法也仅限于制造两种组分的简单材料，因为随着组分的增加，控制会其结构会越来越困难，甚至有可能不可控。

燕山大学张祥义教授表示：“在过去的二十年里，我们一直认为制造具有理想结构的块状纳米复合磁体简直是难上加难，但现在这个工程已经被我们突破了。”

张祥义教授带领他的研究团队研发了一种制备工程用的、多层多组分纳米结构的方法，其研究成果已经发表在了Advanced Material上。而且他还表示，这一方法可以进一步扩展应用到更复杂的系统，并探索新的功能。

张祥义教授及其同事采用了一种可控的方式制造了多组分的复杂纳米结构。为了攻克这一难题，张祥义教授及其同事设计了一种新的方案创建多组分纳米结构，这种结构包含一个或两个功能组件的分层亚单元并能组装成散装材料。

与现有方法相比，这种方法确实能够分别操纵不同层中的多种化学成分，以达到同时控制其结构的目的。

此外，由于每层纳米结构包含了一个或两个可调组分，这就为构建可控组分复杂的多组分纳米结构奠定了基础。

经实验证实，张教授团队提供的这种新的设计策略，可以制备出每个组分不同的结构并且得到多组分纳米结构。

当然，这种策略也可用于制造高性能块状纳米复合磁体。然而，这种方法可以超越了磁性。例如，通过分层结构的方式可以有效散射热载声子并改善热电性能，还可以设计异质纳米结构来增强其机械性能。

因此，所有这些发现都为制备具有超级功能化的复杂纳米结构提供了新思路、新方向。

下一步，我们计划进入下一个挑战，利用这种方法制造具有高能量密度的块状纳米复合磁体，而且，与此同时实现对层间距的控制以及构成组件的排列方式。

文章来自advancedsciencenews网站，原文题目为Multicomponent Nanostructure Architectures in a Controlled Manner，由材料科技在线汇总整理。