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近期，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李云峰教授課題組與楊柏教授、呂中元教授課題組合作開發(fā)了由碳點(diǎn)自組裝的宏觀材料。該材料不僅繼承了碳點(diǎn)的熒光性質(zhì)且可通過摻雜其他碳點(diǎn)實(shí)現(xiàn)熒光的顏色可調(diào)（圖1）。更重要的是，該材料具有耐溶劑性、自愈性、可回收性和優(yōu)異的力學(xué)性能，楊氏模量超過490 MPa，斷裂強(qiáng)度超過30 MPa。經(jīng)過多次循環(huán)利用后仍基本保持原有的機(jī)械性能（圖2）。分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，材料的力學(xué)性能取決于碳點(diǎn)間和碳點(diǎn)內(nèi)氫鍵的相互協(xié)同作用。此外，該材料可以通過環(huán)保的水塑法加工為各種形狀（圖3）。這項(xiàng)創(chuàng)新工作拓展了碳點(diǎn)研究領(lǐng)域的新方向；為探索由納米粒子組裝的功能宏觀材料提供了新方法和新思路，將加速納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的創(chuàng)新發(fā)展。該工作近期以“Recastable assemblies of carbon dots into mechanically robust macroscopic materials”為題發(fā)表在國際著名期刊《Nature Communications》上（Nat. Commun.14, 6782 (2023)）。吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李云峰教授為該文章的通訊作者，文章共同第一作者是吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生隋博文和吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院朱有亮副教授。該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。

圖1. a,碳點(diǎn)構(gòu)筑基元示意圖,b,宏觀膜材料照片,c,AFM圖片。

圖2 碳點(diǎn)宏觀膜材料的可回收性和自愈性

圖3 碳點(diǎn)宏觀膜材料的水塑加工

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42516-8

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