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聚离子液体：为无机晶体材料“塑形”
无机材料的结构与形貌决定了其物理化学性能。寻找新型高效晶体生长修饰剂是无机合成化学的重要研究方向之一。基于新型晶体生长稳定剂、修饰剂，有望制备传统生长环境无法得到的新物相、新结构和新性能的材料，从而为材料功能的进一步挖掘以及发展材料的新应用提供可能。
最近，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室高敏锐研究员（点击查看介绍）课题组和德国马普学会胶体界面研究所Markus Antonietti教授以及Jiayin Yuan博士合作，首次报道了利用一种新型带电荷聚合物，即聚离子液体作为晶体生长的“塑形剂”，成功实现对硫化铋纳米晶体生长的有效调控，制备了一系列结构均一、纯相且具有高度结晶性的纳米结构，包括Bi2S3超长纳米线、Bi2S3六方片以及新型Bi2S3介观晶体。相关成果以“Poly(ionic-liquid)-Mediated Morphogenesis of Bismuth Sulfide with a Tunable Band Gap and Enhanced Electrocatalytic Properties”为题发表在近日的《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）杂志上。
早在2000年，离子液体由于其特有的性能而被广泛用来作为无机材料合成的溶剂。相比于传统的溶剂，离子液体具有饱和蒸气压低、热稳定性好、毒性低、燃点高、电化学窗口宽（-4 V~ 4V）以及离子传导率高（0.1 S cm-1）等优点。聚合离子液体单体能得到聚离子液体这类新的聚合物。这种带电聚合物继承了离子液体单体所有性能并带来重要的新特性：如增强的形状稳定性、增强的可塑性与柔韧性，以及对介观结构到纳米结构的高效可控性。另外，聚离子液体能很好的溶解于几乎所有的有机溶剂，因此可以作为很好的晶体生长“塑形剂”。
通过选择适当的聚离子液体，研究人员改变了Bi2S3的内在一维结构生长趋势，实现二维结构乃至介观结构Bi2S3晶体的成功制备，从而使得这些新Bi2S3晶体展现可调的带隙结构。更有趣地是，由于聚离子液体与Bi2S3表面的化学耦合作用，有效调节了Bi2S3表面的电子结构，使得本身不具有电催化活性的Bi2S3材料展现了一定的水氧化电催化性能。这个工作提出了“聚离子液体”无机合成新策略，为制备非传统纳米结构的无机功能材料提供了新的思路。
该研究工作得到了国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点基金、国家重大科学研究计划、中科院百人计划和欧洲Research Council Starting Grant的大力支持。
该论文作者为：M. R. Gao, S. H. Yu, J. Y. Yuan, W. Y. Zhang, M. Antonietti
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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201607221/full
Poly(ionic liquid)-Mediated Morphogenesis of Bismuth Sulfide with a Tunable Band Gap and Enhanced Electrocatalytic Properties
Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12812-12816, DOI: 10.1002/anie.201607221
高敏锐博士简介
高敏锐，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室研究员。2012年于中国科学技术大学获得博士学位，师从俞书宏教授。2012年至2016年先后于美国特拉华大学、美国阿贡国家实验室、德国马普学会胶体与界面研究所工作，2016年7月起就职于中国科学技术大学。
高敏锐博士主要从事新型非贵金属氢电极材料和氧电极材料的设计、合成及应用。迄今为止，共发表SCI 收录论文50篇, 其中第一作者论文23 篇（影响因子大于十的14 篇），包括2 篇Nat. Commun.，3篇J. Am. Chem. Soc.，5篇Angew. Chem. Int. Ed.，1篇Chem. Soc. Rev.，1篇Adv. Mater.，1篇ACS Nano和1篇Adv. Funct. Mater.等。论文已被SCI引用2,431次，H 因子25。原创性成果多次被选为国际期刊的封面，同时受到美国能源部、德国Chemistry & Industry、Materials Views China、PhysOrg、UDaily等学术机构和媒体报道，并被Science，Chem. Rev.等顶级期刊引用和评述。曾获得中科院优秀博士学位论文（2014），中科院院长特别奖（2012）等。
http://www.x-mol.com/university/faculty/26797
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https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=yL4omXUAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate