鲁汶大学，Science子刊！
文摘
2024-11-04 08:00
四川
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纤维素是由β−1,4连接的无水D-葡萄糖单位构成的普遍生物材料，是高等植物、某些海洋动物、真菌和变形虫的主要成分。作为这些生物体细胞壁的结构成分，纤维素具有半晶态特性，其基本纤维由晶态区域和位错区域组成。纤维素纳米晶体（CNCs）是可以通过酸或酶水解这些位错区域，从半晶态纤维素中选择性分离出来的带状纳米颗粒。根据生物材料的来源和水解条件，CNCs可以具有明确的尺寸、长宽比和晶体结构。此外，这些晶体显示出与钢相似的高强度模量、低磨损性和低密度，且成本低廉。相比传统的材料，CNCs在光电应用中展现出广阔的潜力。然而，CNCs的稳定性和在液体悬浮中形成大域有序结构的能力仍然是一个挑战。近年来，Gray及其同事的研究表明，在适当条件下，水性CNC悬浮液会自发排列形成左手螺旋结构。这一发现开启了CNCs在光子应用中的新可能性，尽管仍然存在如何准确表征其在悬浮液中的螺距的问题。近日，来自比利时鲁汶大学Stijn Van Cleuvenbergen课题组的研究团队在CNCs的研究中取得了新进展。该团队利用非线性光学成像技术，特别是二次谐波生成（SHG）显微镜，对基于棉花的CNC的手性向列相进行了成像。结果显示，SHG图像展示出强烈的周期性对比，可以与3D液晶相的螺距相关联。通过极化分析，验证了这一分配的有效性，并将观察到的响应与液晶结构内部CNC的局部排列联系起来。最终，该团队利用3D离散傅里叶变换技术，成功构建了悬浮液形态的3D模型，并有效评估了整个模型中螺距的变化。这一研究不仅丰富了对CNCs手性向列相的理解，也为其在光子学应用中的潜力奠定了基础，为未来的材料设计和应用提供了重要的理论依据和技术支持。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
