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核壳型纳米复合材料的研究进展/段涛等#19#

核壳型纳米复合材料的研究进展*

段涛1,2,杨玉山2,彭同江2,唐永建1

(1中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900;2西南科技大学矿物材料及应用研究所,绵阳621010)

摘要核壳结构纳米复合材料因其独特的结构而呈现出诸多新奇的物理、化学特性,具有广阔的应用前景。
系统地综述了近年来无机/无机、无机/有机、有机/无机3种类型的核壳结构纳米复合材料合成方法的研究进展与形
成机理,重点阐述了它们在催化、生物医学、药物控制释放和光子晶体等领域的应用,最后展望了核壳结构纳米复合
材料未来的发展方向。
关键词核壳结构纳米复合材料纳米材料功能材料
中图分类号:TQ134.11文献标识码:A

ReviewofProgressinCore-ShellStructuralNanocompositeMaterial
DUANTao1,2,YANGYushan2,PENGTongjiang2,TANGYongjian1

(1ResearchCenterofLaserFusion,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900;2AcademicInstitution
ofMineralandApplication,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621010)

AbstractThecore-shellstructuralnano-compositematerialpresentssomenovelphysicalandchemicalproper-
tiesbecauseofspecialstructure.Theresearchprogressinthesynthesisoftheinorganic-inorganic,inorganic-organic,
andorganic-inorganicmaterialsandtheirformationmechanismsarereviewed,andtheirapplicationsintheareaofca-
talysis,biomedicine,medicinecontrolreleaseandphotoniccrystalsarealsodiscussed.Furthermore,theprospectof
thecore-shellstructuralnano-compositematerialisforecasted.
Keywordscore-shellstructure,nano-compositematerials,nanomaterials,functionalmaterials

核-壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形壳粒子特有的电磁性能、光学性能、催化性能赋予内核粒子,
颗粒为核,在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复改善核粒子的表面荷电、表面活性与稳定性、分散性等。近
合多相结构,核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广年来,核壳型复合材料的制备方法越来越多,主要有表面沉
义的核壳(Core-shell)材料不仅包括由相同或不同物质组成积、离子交换反应、超声化学、自组装(静电组装、气相沉积、
的具有核壳结构的复合材料,还包括空球(Hollowsphere)、化学镀)[5,6]。
微胶囊(Microcapsule)等材料。核-壳型复合微球集无机、有1.1无机-无机核壳型纳米复合材料
机、纳米粒子诸多特异性质于一体,并可通过控制核-壳的厚无机-无机核壳型纳米复合材料的研究主要集中在Ò-Ö
度等实现复合性能的调控。通过对核-壳结构、尺寸的剪裁,族,特别是CdSe/ZnS和CdSe/CdS等体系受到了广泛和较
[6-10]
可调控它们的磁学、光学、力学、热学、电学、催化等性质,因为深入的研究,目前已报道的体系有CdS/Cd(OH)2、
而具有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。它在材料CdSe/ZnSe、HgS/CdS、CdS/HgS、CdS/PbS、ZnS/CdS、ZnS/
[1,2][3][4][4]
学、化学组装、药物输送、生物化学诊断等领域具CdSe、CdS/SiO2、CdS/Ag2S、CdS/CdSe1-x、CdS/HgS/CdS、
有极大的潜在应用价值。近年来,设计、合成单分散、可控核InP/ZnCdSe、InAs/InP、InAs/CdSe、InAs/ZnSe、CdS/ZnO、
壳型纳米复合粒子已成为众多杂化材料、纳米材料等领域研CdS/ZnS、CdS/S、CdTe/CdS等。
[8]
究的热点。Velikov等报道了同质均匀成核或以SiO2、PS微球为
核合成Ò-Õ