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“補(bǔ)丁”納米粒子（Patchy nanoparticles）是一類表面具有特定的化學(xué)或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的膠體粒子，能夠與其他納米顆?；蛘弑砻娼Y(jié)合從而組裝成更加復(fù)雜的超結(jié)構(gòu)。盡管目前補(bǔ)丁顆粒的自組裝已經(jīng)創(chuàng)造了各種各樣的復(fù)雜超結(jié)構(gòu)。然而，獲得的結(jié)構(gòu)通常具有高度的對(duì)稱性，以及局限于實(shí)心的結(jié)構(gòu)，從而限制了在很多重要領(lǐng)域的應(yīng)用。 

圖1.軟界面導(dǎo)向的超組裝策略：a）軟補(bǔ)丁界面導(dǎo)向的液滴方向性的融合制備空腔可控的金@銀-二氧化硅納米太空飛船；b）通過控制補(bǔ)丁數(shù)目來控制納米空艙的數(shù)目。

圖2. 多模式響應(yīng)的智能納米太空飛船。

近期，復(fù)旦大學(xué)孔彪教授團(tuán)隊(duì)提出了軟界面導(dǎo)向的超組裝策略，報(bào)道了一種新型的軟補(bǔ)丁納米顆粒，該補(bǔ)丁能夠誘導(dǎo)液滴定向融合，從而超組裝出高度不對(duì)稱的中空復(fù)合金@銀-二氧化硅超膠體。該方法可以精確控制補(bǔ)丁在種子上的覆蓋面積，從而控制液滴融合的區(qū)域，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)納米空艙中空粒徑的精確控制（圖1a）。此外，通過控制補(bǔ)丁在金@銀納米顆粒表面的數(shù)目（能夠吸引液滴融合的作用力位點(diǎn)數(shù)目），可以實(shí)現(xiàn)液滴多方向的融合，從而制備出具有單空艙（AB）,雙空艙（AB2），和多空艙（ABn）的空心復(fù)合納米超結(jié)構(gòu)（圖1b）。該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)策略具有很好的普適性，能夠在各種非球形納米顆粒（納米棒，納米立方體，納米片）上超組裝納米空艙。更重要的是，單納米空艙具有曲率選擇性的生長特征，趨向于生長在曲率高的表面，比如尖端，從而制備出高度不對(duì)稱的線性納米太空飛船。

最后研究團(tuán)隊(duì)使用具有金核@銀殼納米棒的線性納米太空飛船作為馬達(dá)探究了他們的驅(qū)動(dòng)行為，該結(jié)構(gòu)可以感應(yīng)過氧化氫（H2O2）和近紅外光（NIR），從而在單顆粒水平實(shí)現(xiàn)雙模式的驅(qū)動(dòng)，與其他納米尺度的低不對(duì)稱活性物質(zhì)相比，該結(jié)構(gòu)具有更高的擴(kuò)散系數(shù)（圖2）。這項(xiàng)研究工作提出了一種新的基于補(bǔ)丁顆粒的超組裝概念，為構(gòu)筑新材料和功能設(shè)備開辟了新的途徑，在智能納米機(jī)器人、藥物封裝和遞送、傳感和光子學(xué)方面具有很大的應(yīng)用潛力。

上述研究成果以“Soft Patch Interface-Oriented Superassembly of Complex Hollow Nanoarchitectures for Smart Dual-Responsive Nanospacecrafts”為題發(fā)表于國際一流學(xué)術(shù)刊物《J. Am. Chem. Soc.》上。并被選為封面文章。課題組成員閆苗博士為論文的第一作者。

全文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c01096