本网讯（通讯员 周倩 牛草原）近日，理学院韩丹丹老师课题组在纳米晶自组装及其应用领域取得新的进展，相关研究成果在线发表在国际知名期刊《
Carbon》上。
利用纳米晶体（NCs）作为构建模块的自下而上组装是一种非常有前途的获得新型超材料的方法。受二元球形组装库的限制，构建模块的胶体组件必须扩展，以实现所需的具有涌现特性的组装超结构。本文提出了一种通用的方法，即长链烃配体包覆的碳纳米管(CNTs)作为一种创造性的胶体组分，可以在限域的微乳液环境中与各种纳米晶相容地共组装成二元超球。这种交叉维度组装体具有优异的导电性、丰富的空隙和高稳定性的结构优点，从而协同提高其电化学性能。作为概念验证，当在锂离子电池中评估时，与纯CoFe
2O
4相比，共组装的CoFe
2O
4/CNTs超球表现出非凡的容量(0.5 A g
-1下890 mAh g
-1)、倍率性能(20 A g
-1下318 mAh g
-1)和结构稳定性(1000次循环后5 A g
-1下458 mAh g
-1)。除此之外，当用作析氢反应(HER)的电催化剂时，其衍生的磷化物CoFeP/CNTs材料优于大多数先进的电极。这项工作提供了一个新的角度来构建超级结构的网络控制系统的潜在储能设备的应用。
韩丹丹老师课题组一直致力于纳米晶材料合成、自组装结构设计及光电应用研究。在最新的工作中，团队实现了长链烃配体对COOH碳纳米管的表面修饰为基础，为限域蒸发诱导的共组装工艺的各种NCs/CNT超球提供了通用的合成平台。这种方法成功地将碳纳米管引入胶体组装领域，可以有效地改善碳纳米管组装体的物理和化学性能。与基于物理混合的传统策略不同，在共组装过程中长链烃配体的缠结赋予了NCs/CNT超球体在两个构建块之间的强界面耦合。之后超级微球分别在锂离子电池和HER中测试了其电化学性能，得益于3D交联CNT网络，共组装的NCs/CNT超球体及其衍生的磷化物显示出优异的导电性和丰富的空隙以及高稳定性，从而确保其优异的电化学性能。这种基于碳纳米管表面改性的跨维共组装策略为目标异质超结构的精确工程开辟了一条强有力的途径。
该研究成果以“A general confinement co-assembly strategy enabling cross-dimensional supraspheres for boosting electrochemical performance”为题，发表在期刊《Carbon》上。韩丹丹老师为第一作者兼通讯作者，硕士生周倩为第二作者，河南农业大学为第一作者单位和第一通讯作者单位。该项研究得到了国家自然科学基金、河南省高等学校重点科研项目以及河南省科技攻关项目的支持。
全文链接：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.08.074
