近期，山东大学结构成分与物性测量平台设备“冷冻蚀刻-透射电子显微镜（FF-TEM）”发挥低温冷冻制样与原位复型的独特技术优势，在低共熔溶剂中超分子聚集体构筑、生物表面活性剂聚集行为方向提供关键可视化实验支撑，支撑我校郝京诚教授团队在有序聚集体构筑与组装机理研究方向取得两项重要研究成果。
针对低共熔溶剂（DES）体系的G-四联体层状液晶，常规电镜制样过程易破坏凝胶的原始结构，难以获取组装体真实微观形貌。本工作采用FF-TEM技术，通过快速冷冻固定低共熔凝胶的原始聚集体结构，再经冷冻断裂、铂-碳复型，利用透射电子显微镜直接观察到平行层状堆叠形貌，该结果与其余表征数据相互印证，表明与生命活动密切相关的G-四联体可在DESs中构筑长程有序层状液晶，为解析G-四联体层状液晶的形成机理提供了重要依据；在此基础上，结合其他表征进一步揭示了动态硼酸酯、金属离子种类对 G-四联体超分子组装行为的调控规律。该G-四联体层状液晶展现出4.6 mS·cm-1高离子电导率与4.6V宽电化学窗口，为柔性离子器件的开发提供了新思路。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.5c04549
FF-TEM在揭示高黏度液晶体系的微观聚集结构方面可发挥关键作用。生物表面活性剂被认为是合成表面活性剂的理想替代品。由非致病性酵母菌株产生的槐糖脂（SL）是糖脂类生物表面活性剂的主要类型之一，具有优异的表面特性以及抗菌抗氧化等特异性的生物活性，因此具有广泛的应用前景。本工作系统研究了槐糖脂在水溶液中的自组装行为及相结构演变，构建了SL/H2O二元相图。其中，利用FF-TEM首次成功捕获了SL胶束立方相的微观形貌，观察到了立方状聚集结构，为胶束立方相的形成提供了直观的空间形貌证据。同时，结合其他表征结果，进一步支持了球形胶束通过三维有序排列形成简单立方或体心立方结构的判断。该研究充分体现了FF-TEM在表面活性剂体系尤其是高黏度有序聚集体表征中的独特优势，为理解生物表面活性剂的自组装机制及其微观结构与宏观流变性能之间的关联提供了重要依据。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5c00298
FF-TEM是一种研究表面活性剂聚集行为及微观结构的重要表征技术。该技术通过快速冷冻和断裂复型处理，能够较好地保留表面活性剂体系中聚集体的原始形貌和结构特征，直观揭示胶束、囊泡及液晶等聚集结构的形态、尺寸与分布情况。相较于传统表征手段，FF-TEM能够提供更为直接的微观形貌证据，有助于深入理解表面活性剂分子间的相互作用、自组装行为及聚集结构的演变规律。同时，结合不同浓度、温度及溶液环境下的微观结构变化，可进一步阐明表面活性剂聚集行为与体系宏观理化性质之间的内在联系，为表面活性剂体系的结构调控、性能优化及应用研究提供重要依据。
设备位于中心校区化学老楼133室
测试预约电话：19862186208
联系人：尹老师
【来源：山东大学化学与化工学院 作者：王泽奕 孙新宇 董姝丽 排版：赵雪涵 责编：滕琪 审核：苏捷 王亚莉】
