反対に帯電したツインヘッドエレクトロスプレー：制御された構造を持つヤヌス粒子を構築するための一般的な戦略

独自のヘテロ構造特性と異方性表面特性のため、ヤヌス粒子は多くの新しい用途に関心が高まっています。初めて、反対に帯電したツインヘッドエレクトロスプレーによる制御された構造と化学組成のペアを持つヤヌス粒子の大規模な建物のための容易な、しかし用途の広い一般的な戦略を実証します。このプロトコルでは、溶媒の蒸発と前駆体ゲル化の後、反対の極性の高電圧での2つの先端からチップノズルからそれぞれ電気散布され、クーロンの引力のために1つのヤヌス粒子に凝固します。エレクトロスプレー液滴は、前駆体の化学組成、湿度、溶媒蒸気の濃度などの運動パラメーターに応じて、衝突時の異なる過渡相の状態を示します。Eletrosprayed液滴と加熱後の治療パラメーターの。たとえば、ここでは、金属酸化物 - 金属酸化物と金属酸化物金属硫化物ヤヌス粒子の制御された製造を実証します。独自のヘテロ構造と新規形態の特性のため、形態のサイズと不均一性が多分散化されているにもかかわらず、準備されたヤヌス粒子は、光触媒水素産生、環境修復、ナノモーターなどの重要な潜在的な用途を持っています。

Because of their unique heterostructure characteristics and anisotropic surface properties, Janus particles have gained growing interest in a number of novel applications. For the first time we demonstrate a facile, but versatile and general strategy for large-scale building of Janus particles with controlled structures and chemical composition pairs by an oppositely charged twin-head electrospray. In this protocol, two different droplets electrosprayed respectively from two tip-to-tip nozzles at high voltages of opposite polarities, after solvent evaporation and precursor gelation, collide with each other and coagulate into one Janus particle because of the Coulombic attractive forces. The as-electrosprayed droplets show different transient phase states at collision depending on the kinetic parameters such as the chemical compositions of precursors, humidity, concentration of solvent vapour, etc. Thus the resultant Janus particles have various morphologies and structures controlled by the transient phase state of the eletrosprayed droplets as well as the post-heat-treatment parameters. As examples, we demonstrate here the controlled fabrication of metal oxide-metal oxide and metal oxide-metal sulphide Janus particles with solid snowman-like, hollow-bowl snowman-like, and pot-like structures. Because of their unique heterostructure and novel morphology characteristics, the as-prepared Janus particles, despite a polydispersity in size and inhomogeneity in morphology, have some important potential applications including photocatalytic hydrogen production, environment remediation, and nanomotors.