近期，我国科学院合肥物质科学研讨院固体物理研讨所纳米资料与器材技能研讨部与美国加州大学河岸分校殷亚东协作，构建出新式瞬态乳液气溶胶系统，完成了不对称超结构自拼装。相关研讨结果日前发表于《先进资料》。

  传统乳液系统中，乳液液滴在界面张力效果下自发构成球形结构，这一特性使其在食品科学、生物医药、资料组成等范畴取得广泛使用。但是，球形结构的对称性特征约束了其功用的进一步提高。

  在乳液系统中引进不对称性，有望显着地增强结构杂乱性，甚至构建出具有打破性功用的新式超结构。但怎么战胜外表张力的约束完成不对称形状的构建，一直是极具挑战性的热力学难题。传统办法经过嵌套多相乳液或增加杂乱乳化剂调控界面张力，以构成嵌套的两层或多重乳液，但其面对乳液系统极不安稳、乳化剂易构成污染、且液滴尺度难以微米级微缩化等瓶颈问题，这些极大约束了其后续实践使用。

  根据上述原因，研讨团队在前期提出的瞬态乳液系统上，立异性地提出了将两相液体雾化后交汇交融，成功构建出全新的瞬态乳液气溶胶系统。

  该系统具有三大杰出优势：无外表活性剂，使用两相界面动态涣散特性，完成界面张力天然趋近于零，彻底避免了传统乳化剂的污染问题，保证功用单元的“本征功用”；空中自拼装，气溶胶环境中完成了快速、清洁的组成进程，易于规模化；尺度与描摹可调，经过调控雾滴尺度、浓度等参数，可规划超结构的几许特征与物理化学性质等。

  根据该系统，以嵌套的瞬态乳液液滴为模板进行限域自拼装，能够制备出传统球形乳液没办法完成的各向异性超结构。例如，研讨团队成功完成了单涣散金纳米粒子有序自拼装构成典型的半球形超结构。

  研讨团队进一步深化提醒了该系统的自拼装机制。水相因密度差异沉降于正丁醇液滴底部，构成动态不对称界面；随后，纳米粒子在快速涣散的两相界面处自发富集，经过溶剂的不对称输运引发相似金属涣散中的“柯肯达尔效应”，导致超结构内部产生挑选性空腔化；终究，构成不对称半球型、中空或多级的杂乱超结构。

  根据这项技能，研讨团队成功制备出具有扩大倍数可调的二氧化硅微透镜超结构。这种新式微透镜可显着提高光通量数值孔径，有望打破传统光学显微镜的分辨率极限；且其共同的可移除特性，使其在宝贵生物样本观测等特别场景中展现出共同优势。

  此外，该瞬态乳液气溶胶展现出的接连自拼装才能，可直接在基底外表构建富含杂乱微米级凹凸结构的涂层。这些涂层展现出优异的光涣散功用（低雾度、高亮度），在微型发光二极管显现、光学器材等范畴具有宽广使用价值。

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