新方法让纳米材料组装合成“指哪长哪”

可以按照自己的意愿，在纳米结构上的指定位置进行其他金属元素的再生长和功能化，还能根据需要分成多个步骤进行纳米合成……记者从南京工业大学获悉，该校陈虹宇教授团队设计开发的纳米材料全新合成方法，为纳米科技领域提供了一种前所未有的合成能力，相关研究成果日前发表在《自然·通讯》上。据论文共同第一作者、南京工业大学在读研究生何博文介绍，这是一种基于两亲性嵌段聚合物的全新合成方法。他们首先合成一个金纳米棒——聚合物的核—壳结构。这种核—壳纳米颗粒经过纯化提取后，分散到水溶液中，通过加热来驱动聚合物层在金纳米棒表面的流动与转变，通过改变金纳米棒表面的配体种类及其浓度，促使聚合物产生收缩、脱落和缠绕等多种转变模式，选择性地暴露金纳米棒的活性位点，从而可以按照人为的意愿，在纳米结构上的指定位置进行选择性晶体生长以及纳米焊接，合成一系列复杂纳米结构。更重要的是，利用该方法可以精确设计并合成更为复杂的纳米结构，实现硫化银对金纳米棒的头尾焊接组装。该方法具有一定的普适性，可以应用于其他形貌的金纳米材料，如在金纳米双锥和纳米三角片等实现选择性收缩，并可在此基础上合成多种复杂纳米结构。该研究还揭示了聚合物多种转变模式的机理。与传统纳米材料合成技术相比，这种聚合物层的不同转变模式突破了纳米合成中的晶面控制，实现了非传统纳米合成设计。该研究成果将来可应用于军事、医学、信息、制造业、先进材料等众多领域，也可以为组装纳米机器人提供技术基础。