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Light-powered active colloids from monodisperse and highly tunable microspheres with a thin TiO2 shell.
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-05 , DOI: 10.1039/d0sm00719f Pengzhao Xu 1 , Shifang Duan 1 , Zuyao Xiao 1 , Zhou Yang 1 , Wei Wang 1
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-05 , DOI: 10.1039/d0sm00719f Pengzhao Xu 1 , Shifang Duan 1 , Zuyao Xiao 1 , Zhou Yang 1 , Wei Wang 1
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The emerging field of active matter, and its subset active colloid, is in great need of good model systems consisting of moving entities that are uniform and highly tunable. In this article, we address this challenge by introducing core–shell SiO2–TiO2 microspheres, prepared by chemically coating a thin layer of TiO2 on an inert core, that are highly monodisperse in size (polydispersity 4.1%) and regular in shape (circularity 0.93). Compared with similar samples prepared by the classic sol–gel method, Janus TiO2–Pt active colloids prepared with core–shell TiO2 spheres move faster and boast a much clearer Janus interface. Moreover, a unique feature of these core–shell TiO2 microspheres is their great tunability in the colloid size, shell thickness, and even the type of the core particle. These advantages are highlighted in two examples, one demonstrating a TiO2–Pt active colloid with a magnetic core that enables magnetic manipulation, and the other demonstrating the collective expansion and contraction of a uniform cluster of core–shell TiO2 colloids under UV light illumination. We believe that TiO2 microspheres produced by this core–shell technique compare favorably with many other types of active colloids being employed as model systems, and thus open up many research possibilities.
中文翻译：
单分散且高度可调的微球具有TiO2薄壳，具有光动力活性胶体。
活性物质及其活性胶体的新兴领域急需由统一且高度可调的运动实体组成的良好模型系统。在本文中，我们通过引入核-壳SiO 2 -TiO 2微球来应对这一挑战，该核是通过在惰性核上化学涂覆一层TiO 2薄层而制备的，其尺寸高度单分散（多分散度为4.1％）且形状规则（圆形度0.93）。与经典溶胶-凝胶法制备的类似样品相比，用核-壳TiO 2球制备的Janus TiO 2 -Pt活性胶体运动更快，并且具有更清晰的Janus界面。此外，这些核壳型TiO 2的独特功能微球在胶体尺寸，壳厚度甚至核心颗粒的类型方面具有很大的可调性。这些优势在两个示例中得到了强调，一个示例展示了具有可进行磁性操作的磁芯的TiO 2 -Pt活性胶体，另一个展示了在紫外线照射下均匀分布的核-壳TiO 2胶体簇的集体膨胀和收缩。我们相信，通过这种核-壳技术生产的TiO 2微球与许多其他类型的用作模型系统的活性胶体相比具有优势，因此开辟了许多研究可能性。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
单分散且高度可调的微球具有TiO2薄壳，具有光动力活性胶体。
活性物质及其活性胶体的新兴领域急需由统一且高度可调的运动实体组成的良好模型系统。在本文中，我们通过引入核-壳SiO 2 -TiO 2微球来应对这一挑战，该核是通过在惰性核上化学涂覆一层TiO 2薄层而制备的，其尺寸高度单分散（多分散度为4.1％）且形状规则（圆形度0.93）。与经典溶胶-凝胶法制备的类似样品相比，用核-壳TiO 2球制备的Janus TiO 2 -Pt活性胶体运动更快，并且具有更清晰的Janus界面。此外，这些核壳型TiO 2的独特功能微球在胶体尺寸，壳厚度甚至核心颗粒的类型方面具有很大的可调性。这些优势在两个示例中得到了强调，一个示例展示了具有可进行磁性操作的磁芯的TiO 2 -Pt活性胶体，另一个展示了在紫外线照射下均匀分布的核-壳TiO 2胶体簇的集体膨胀和收缩。我们相信，通过这种核-壳技术生产的TiO 2微球与许多其他类型的用作模型系统的活性胶体相比具有优势，因此开辟了许多研究可能性。
京公网安备 11010802027423号