核-壳结构纳米复合材料作为一种先进的多功能材料体系,其独特的构造特征赋予了其在物理、化学、生物等多个维度的优异性能和广泛的应用潜力。其中内核通常承载特定的功能或属性,而外壳则作为保护层、反应媒介、信号传递界面或其他特定功能单元,两者通过精心设计的界面相互作用,实现协同效应和性能优化,而壳层厚度和接枝量则被视为决定核壳粉体最终性能的“调控旋钮”。

壳层厚度主要构建了材料的物理屏障和空间结构,其作用包括——
1、保护内核(如催化剂、量子点)免受环境侵蚀、聚集或失活,再如医药领域,厚壳作用是减缓药物扩散,薄壳则加速释放;
2、维持稳定(如胶体、热敏和易水解材料),如在悬浮液中增加空间位阻,防止颗粒团聚沉淀;如导热胶提高内核分解/相变温度;还如防止氮化铝接触空气水解等。
3、调节性质(光、电、力),如电磁材料通过调整介电层优化吸波性能;如平衡银包铜粉的导电性与成本等。
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接枝量则主导了材料的表面化学活性和界面相互作用——
1、分散与相容性是应用端的关注焦点,比如高接枝量提供强立体位阻和空间稳定性,确保粉体在溶剂或聚合物基体中均匀分散,防止沉降;
2、活性和选择性是评估催化剂、靶向药物等反应效率或灵敏度的指标,和接枝量正相关;
3、界面结合度是器件稳定性的关键,比如高分子链接枝量越多,越能利用柔性降低卸载应力,从而提升韧性抵抗冲击;
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随着粉体工业制备技术和应用精细化的不断推进,现阶段核壳结构纳米复合材料的研究已经取得了显著进步,但生产端和应用端对其壳层厚度、接枝量的检测和控制,仍面临重大挑战——比如壳层厚度的传统检测手段是电镜(TEM/SEM),虽然直观,但制样复杂,代表性也不足;再比如接枝量的传统检测手段是热重分析(TGA),通过质量损失来计算,但无法区分化学接枝与物理吸附,并且对低接枝量也不敏感。
12月23-25日,于珠海举办的“2025全国粉体检测与表面修饰技术交流会(第九届)暨CEMIA粉体技术分会2025年年会”上,儒亚科技(北京)有限公司技术经理党金贵将分享题为“纳米粉体核壳结构设计中的关键参数测定:厚度与接枝量检测新方法”的报告,内容除了核壳结构的应用及最新检测方法,还有圆盘离心沉降原理和应用介绍,非常值得深入了解和学习。
报告人简介

儒亚科技(北京)有限公司技术经理,江南大学硕士。发表中文核心期刊一篇,CSCD期刊一篇,专业从事各类粉体粒度表征多年。参与《纳米技术 纳米颗粒数量浓度测量指南》和《橡胶配合剂 沉淀水合二氧化硅 用圆盘式离心沉降仪测定聚集体尺寸分布》等相关标准的制定,在纳米领域粒径表征中具有独到的见解。
粉体检测与表面修饰会会务组