無機(jī)納米粒子（NPs）自組裝為“自下而上”構(gòu)建功能化結(jié)構(gòu)材料提供了一種高效的策略。通過利用納米粒子表面聚合物配體之間的相互作用或化學(xué)反應(yīng)，科研人員已成功制備了一系列具有精確可調(diào)性質(zhì)的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，如膠體分子和膠體共聚物等。盡管如此，在雙組分納米粒子體系中創(chuàng)建出能夠?qū)ν獠看碳ぃㄈ鏿H、光等）敏感且具有有序結(jié)構(gòu)的組裝體，依然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)已制備的納米粒子組裝體要么只能在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定存在，要么具備固定不變的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，這限制了它們在生物醫(yī)學(xué)和智能材料等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
近日，復(fù)旦大學(xué)桑玉濤和聶志鴻團(tuán)隊(duì)通過精確調(diào)控帶有相反電荷的二元聚合物接枝納米粒子之間的靜電相互作用，成功在水溶液中構(gòu)筑了具有pH多層級響應(yīng)的交替納米共聚物（ANCPs）。靜電相互作用是一種快速且有效的水相體系組裝驅(qū)動力，然而，如何精確控制并利用配體間的靜電作用力一直是一個(gè)難題。在這項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)巧妙地設(shè)計(jì)了粒子表面的配體結(jié)構(gòu)，使得帶有相反電荷的聚合物接枝粒子能夠作為納米單體，通過形成特定的“鍵”而共聚成ANCPs。
在pH值范圍為7-10的條件下，ANCPs展現(xiàn)出可逆的pH響應(yīng)性。這種響應(yīng)性體現(xiàn)在納米單體之間鍵長的變化上，從而實(shí)現(xiàn)了對ANCPs表面等離子體共振的精確調(diào)控。當(dāng)pH升高至11時(shí)，粒子間特定的“鍵”發(fā)生斷裂，導(dǎo)致ANCPs解離為類似膠體分子的二聚體和三聚體結(jié)構(gòu)。而當(dāng)溶液pH值恢復(fù)至7時(shí)，這些膠體分子結(jié)構(gòu)能夠重新組裝形成ANCPs，展現(xiàn)出良好的循環(huán)可逆性和可重復(fù)性。 多層級響應(yīng)性的ANCPs不僅具有pH響應(yīng)的鏈間距，而且能夠?qū)崿F(xiàn)pH響應(yīng)的可逆組裝與解組裝。此外，ANCPs還能在復(fù)雜的水溶液環(huán)境中保持穩(wěn)定的性能。這項(xiàng)工作為制備具有刺激響應(yīng)性的納米材料提供了新的思路，在生物傳感、光學(xué)和電子器件等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 論文信息 Hierarchically Responsive Alternating Nano-Copolymers with Tailored Interparticle Bonds Dr. Huibin He, Xiaoxue Shen, Chongyang Yao, Jing Tao, Wenwen Chen, Prof.?Dr. Zhihong Nie, Yue Wu, Dr. Liwei Dai, Prof.?Dr. Yutao Sang 復(fù)旦大學(xué)博士后何惠斌和博士研究生沈曉雪為文章的共同第一作者。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202401828
