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先進(jìn)化學(xué)制造研究院陳虹宇教授課題組在Nature Communications發(fā)表研究論文
時(shí)間：2018-04-16
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作者：化學(xué)與分子工程學(xué)院、先進(jìn)化學(xué)制造研究院
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在發(fā)展相對(duì)緩慢的納米合成領(lǐng)域里，復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的可控合成和精確調(diào)控成功扯住了納米技術(shù)前進(jìn)的腳步。以金納米材料的合成為例，基于配體和金表面相互作用的合成方法，在設(shè)計(jì)復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)上存在配體難操控、配體動(dòng)態(tài)平衡的特性以及多步合成中配體的高選擇等缺陷。
針對(duì)上述問(wèn)題，我校陳虹宇教授與哈爾濱工業(yè)大學(xué)邵路教授合作，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種基于兩親性嵌段共聚物的全新合成方法，實(shí)現(xiàn)了一系列復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的可控制備。該方法利用兩親性嵌段共聚物在配體修飾的金納米棒表面自組裝形成保護(hù)層，隨后在水中加熱驅(qū)動(dòng)聚合物層在金表面流動(dòng)與轉(zhuǎn)變；通過(guò)改變金納米棒表面的配體種類(lèi)，可促使聚合物產(chǎn)生收縮、脫落和纏繞等多種轉(zhuǎn)變模式，并揭示了其轉(zhuǎn)變機(jī)理。這種聚合物層的不同轉(zhuǎn)變模式突破了納米合成中的晶面控制，實(shí)現(xiàn)非傳統(tǒng)納米合成設(shè)計(jì)。
轉(zhuǎn)變后的聚合物層具有類(lèi)似于有機(jī)合成領(lǐng)域中“保護(hù)基團(tuán)”的作用，可以在金納米棒表面形成保護(hù)區(qū)域和活性區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)其他金屬材料在其表面的可控生長(zhǎng)（Fig.1 and Fig.2），同時(shí)能夠有效地阻止金納米材料的聚集沉淀，無(wú)需擔(dān)心后續(xù)合成過(guò)程中多種試劑的影響。
Figure 1∣Schematics illustrating the four transformation modes of (AuNR-ligand)@PSPAA:
Figure 2∣Contraction and bimodal contraction modes.
更重要的是，利用方法可以精確設(shè)計(jì)并合成出更為復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)，比如，利用聚合物在金納米棒表面的多次收縮-生長(zhǎng)過(guò)程，可以制備出Pdtip-Agring-AuNR@PSPAA-Agring-Pdtip(Fig.3)；實(shí)現(xiàn)硫化銀對(duì)金納米棒的頭尾焊接組裝。該方法具有一定的普適性，可以應(yīng)用于其他形貌的金納米材料，如在金納米雙錐和納米三角片等實(shí)現(xiàn)選擇性收縮(Fig.4)，并可在此基礎(chǔ)上合成出多種復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)。
Figure 3∣Multi-step masked nanosynthesis.
Figure 4∣Bipyramids and triangular nanoprisms.
相關(guān)研究工作以“Transformable masks for colloidal nanosynthesis”為題發(fā)表在Nature Communications上。我校在讀研究生何博文和南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院青年教師王振興（原哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士生）為本論文的共同第一作者。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-02958-x
作者：化學(xué)與分子工程學(xué)院、先進(jìn)化學(xué)制造研究院；審核：楊文忠
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