開發(fā)新型智能中空納米機器人是當前最前沿的研究領(lǐng)域之一,對精準醫(yī)療、傳感檢測等領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。目前大多數(shù)中空納米機器人為不對稱開口結(jié)構(gòu),然而單一的開口會限制物質(zhì)和能量的傳輸效率。因此,用多孔殼層替代單一開口是提高中空納米機器人性能的潛在途徑之一。
作者巧妙利用前驅(qū)體中同時發(fā)生的(烯基)自由基聚合反應(yīng)和(三甲氧基硅烷)水解聚合反應(yīng),實現(xiàn)了有機硅在聚苯乙烯納米顆粒表面的選擇性島狀生長,隨后經(jīng)過包裹聚多巴胺及高溫煅燒得到具有選擇性中空結(jié)構(gòu)的納米機器人。此外,通過精確調(diào)控兩種聚合反應(yīng)的動力學(xué),可以實現(xiàn)對島狀有機硅尺寸和數(shù)量等參數(shù)的精準調(diào)節(jié),進而可以根據(jù)不同需求合成具有可調(diào)拓撲結(jié)構(gòu)的多功能納米機器人。
作者進一步充分利用其特殊中空結(jié)構(gòu)及光熱性能,證明該中空納米機器人可以實現(xiàn)貨物分子的高效裝載及在近紅外光照射下的可控釋放。FEA模擬結(jié)果進一步證明了該中空納米機器人的中空限域裝載及卸載能力。
在該工作中,孔彪研究員團隊開發(fā)了動力學(xué)調(diào)控界面選擇性超組裝策略,并基于該策略構(gòu)筑了一系列具有可調(diào)拓撲結(jié)構(gòu)的中空納米機器人。該超組裝策略為設(shè)計開發(fā)新型多功能智能中空納米材料提供了一種簡便的方法。
相關(guān)研究工作日前以“Kinetics-Regulated Interfacial Selective Superassembly of Asymmetric Smart Nanovehicles with Tailored Topological Hollow Architectures”為題發(fā)表于化學(xué)旗艦期刊Angewandte Chemie International Edition上。文章第一作者是謝磊,通訊作者是孔彪研究員,通訊單位是復(fù)旦大學(xué)。
原文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202200240
課題組介紹:
孔彪,國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家、國家高層次人才專家、上海市高層次人才專家、復(fù)旦大學(xué)研究員/博士生導(dǎo)師、國家工程實驗室副主任。主要開展超組裝SAFs智能材料與器件制備集成,面向超組裝軟界面仿生材料設(shè)計及組裝、軟界面智能傳感與探測芯片集成、新型微型化可植入感知器件構(gòu)建、新型微型化可植入新能源器件構(gòu)建的研究和應(yīng)用開發(fā),致力于為傳感檢測、軟界面電子光電子器件、仿生軟界面儲能器件等領(lǐng)域提供高效可持續(xù)的軟界面智能材料及器件。目前已發(fā)表包括Nature Chem., Science Adv., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater.在內(nèi)的SCI論文120余篇,總被引9900余次,H指數(shù)43。獲上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎、科技部重點專項優(yōu)秀青年獎、聯(lián)合國工發(fā)組織科學(xué)技術(shù)進步獎、上海市自然科學(xué)一等獎、孔子教育基金會優(yōu)秀科學(xué)家獎、中國分析測試協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎(CAIA獎)一等獎、上海市青少年發(fā)展創(chuàng)新市長獎、中國教育部“博士研究生學(xué)術(shù)新人獎”、“陶氏化學(xué)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新獎”一等獎、澳大利亞Monash大學(xué)優(yōu)秀博士論文校長獎、寶鋼教育基金會特等獎等。任國際Frontiers系列刊物副主編,《中國化學(xué)快報》Chinese Chemical Letters(CCL)以及Mater Today Sustainability編委。
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