二元材料包含两种相互作用组分，如共混聚合物、食盐等，在我们生活中无处不在。通过粒子表面修饰互补DNA链、附着相反电荷、或改变粒子大小及组分等，二元胶体体系呈现出如离子晶体、分子及金属合金等复杂二元结构。这些材料的共性是其组装均由趋近热力学平衡即自由能最小化驱动。近年来涌现的活性胶体远离平衡态，能够消耗能量或展现自驱动运动。通过渗透流、泳效应、动态电磁偶极等相互作用，活性胶体展现了动态团簇及蜂群、鸟群般集体定向运动行为。我们预见将活性胶体与传统惰性胶体结合可构建非平衡态新型二元材料。
近日，深圳大学高等研究院高永祥团队与香港大学王宇锋教授团队合作，以光催化二氧化钛活性胶体与惰性聚合物胶体为模型体系，发现由扩散泳/渗透流作用引发的多种新颖非平衡态二元结构。 其中包括相分离引起的液体-晶体相、晶体-晶体相及二元晶体复合物。通过计算机模拟，我们进一步验证了这些动态结构，并揭示了意想不到的、活性体系特有的动力学路径。我们的组装策略有助于设计与制造多组分非平衡态新型材料。
该研究成果以“Binary Phases and Crystals Assembled from Active and Passive Colloids”为题发表在《ACS Nano》(中科院一区；IF 15.88)。香港大学博士生Yijiang Mu 与深圳大学雷李杰博士为论文的共同一作，高永祥研究员与王宇峰教授为论文的共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金面上（11774237）和广东省教育厅特色创新（2019KTSCX148）项目的资助。
文章链接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.2c01688
