納米材料自組裝是涉及材料表面修飾與有序結(jié)構(gòu)構(gòu)建的交叉學科，是當今化學和材料科學的發(fā)展前沿，也是孕育新型功能性材料的搖籃。其主要研究內(nèi)容是納米粒子之間通過非共價鍵的相互作用進行自組裝，從而實現(xiàn)不同尺度的規(guī)則結(jié)構(gòu)。近日，美國國立衛(wèi)生研究院的陳小元（點擊查看介紹）、加州大學圣芭芭拉分校的Galen Stucky（點擊查看介紹）以及南洋理工大學的段宏偉（點擊查看介紹）等人聯(lián)合報道了一種不對稱（Janus）納米金-氧化鐵粒子的組裝，制備了具有雙殼結(jié)構(gòu)的納米金-氧化鐵囊泡。
如何實現(xiàn)納米材料的有序可控組裝一直是該領(lǐng)域研究的熱點和難點。由于納米材料的自身穩(wěn)定性差，自組裝通常是通過表面修飾小分子或者聚合物來實現(xiàn)。兩親性聚合物可以在水相組裝得到一系列的有序結(jié)構(gòu)，如聚合物膠束、囊泡、納米粒子、棒狀結(jié)構(gòu)等。如果可以將兩親性聚合物的組裝性質(zhì)引入到納米粒子組裝領(lǐng)域，就可以通過調(diào)控聚合物的性能來進一步實現(xiàn)納米粒子的可控組裝。
該工作成功實現(xiàn)了聚合物精確控制的納米粒子組裝，通過將兩親性聚合物分別引入到不對稱的納米金-氧化鐵的表面，制備了不對稱的兩親性納米粒子。在水相中，該納米粒子組裝得到一種新型的具有雙殼結(jié)構(gòu)的等離子體-磁性囊泡。通過調(diào)控兩親性聚合物在納米粒子表面的分布，作者可以精確控制納米氧化鐵與納米金在殼層的位置。如果親水性聚合物修飾在納米金材料表面，納米金則分布在囊泡殼層的內(nèi)外兩側(cè)，納米氧化鐵則面對面排列在囊泡殼層的內(nèi)側(cè)。更重要的是，控制納米金或納米氧化鐵在殼層的排列方向，得到的囊泡具有不同程度增強的等離子體、拉曼及磁信號。該囊泡可作為多模式的分子影像試劑成功用于腫瘤的光聲光譜與核磁共振成像。
這一成果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上，文章的第一作者為宋繼彬博士，其主要研究方向為聚合物誘導的納米粒子組裝及其在生物領(lǐng)域的應用。
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