介绍

自组装（self-assembly），是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。

韩国学者Fei Fei Fang为了提高软磁羟基铁的磁流变性质和它的分散稳定性，使用4-氨基苯酸作为嫁接剂经过两步（超声波破碎和溶液浇铸）在羟基铁表面组装了稠密的碳纳米管网络。

图1 溶液浇铸法组装碳纳米管原理图

实验结果

组装后的微球SEM照片可以看到碳纳米管形成了非常完美的包裹，将羟基铁微球牢牢覆盖。

图2 碳纳米管微球（a）从萃取的碳纳米管（b）

由于碳纳米管的自组装效果，制得的微球具有与聚合物相似的密度但是更好的稳定性质。这个结果可以从Turbiscan多重光散射仪的数据中可以看出。原始羟基铁悬浮液图3（a）的透射光变化强度接近50%，而表面组装了碳纳米管的羟基铁悬浮液（b）的透射光变化强度不到20%，意味着改性后的微球悬浮液更加稳定。

图3 Turbiscan多重光散射仪透射光图谱-（a）原始羟基铁悬浮液碳纳米管（b）羟基铁悬浮液

图4 羟基铁悬浮液的改性前（黑）与改性后（红）透光率变化情况

样品中部透射光强变化越剧烈，代表羟基铁粒径变化（絮凝程度）越大，从图4可见，改性后的羟基铁悬浮液絮凝速度较慢。

结论

Turbiscan多重光散射仪可以定性定量地表征物理不稳定现象。由于碳纳米管在羟基铁颗粒表面的自组装过程，使得改性前后的羟基铁悬浮液的稳定性差别明显，改性后的羟基铁悬浮液更加稳定。Turbiscan多重光散射仪测量过程与样品无接触、无扰动，同时适用于监测材料的原位自组装过程。