新方法讓納米材料組裝合成“指哪長哪”

可以按照自己的意愿，在納米結構上的指定位置進行其他金屬元素的再生長和功能化，還能根據需要分成多個步驟進行納米合成……記者從南京工業大學獲悉，該校陳虹宇教授團隊設計開發的納米材料全新合成方法，為納米科技領域提供了一種前所未有的合成能力，相關研究成果日前發表在《自然·通訊》上。據論文共同第一作者、南京工業大學在讀研究生何博文介紹，這是一種基于兩親性嵌段聚合物的全新合成方法。他們首先合成一個金納米棒——聚合物的核—殼結構。這種核—殼納米顆粒經過純化提取后，分散到水溶液中，通過加熱來驅動聚合物層在金納米棒表面的流動與轉變，通過改變金納米棒表面的配體種類及其濃度，促使聚合物產生收縮、脫落和纏繞等多種轉變模式，選擇性地暴露金納米棒的活性位點，從而可以按照人為的意愿，在納米結構上的指定位置進行選擇性晶體生長以及納米焊接，合成一系列復雜納米結構。更重要的是，利用該方法可以精確設計并合成更為復雜的納米結構，實現硫化銀對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現選擇性收縮，并可在此基礎上合成多種復雜納米結構。該研究還揭示了聚合物多種轉變模式的機理。與傳統納米材料合成技術相比，這種聚合物層的不同轉變模式突破了納米合成中的晶面控制，實現了非傳統納米合成設計。該研究成果將來可應用于軍事、醫學、信息、制造業、先進材料等眾多領域，也可以為組裝納米機器人提供技術基礎。