開發(fā)新型智能中空納米機(jī)器人是當(dāng)前最前沿的研究領(lǐng)域之一,對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)療、傳感檢測(cè)等領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。目前大多數(shù)中空納米機(jī)器人為不對(duì)稱開口結(jié)構(gòu),然而單一的開口會(huì)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(jī)器人性能的潛在途徑之一。
作者巧妙利用前驅(qū)體中同時(shí)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(shí)現(xiàn)了有機(jī)硅在聚苯乙烯納米顆粒表面的選擇性島狀生長(zhǎng),隨后經(jīng)過(guò)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(jī)器人。此外,通過(guò)精確調(diào)控兩種聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)島狀有機(jī)硅尺寸和數(shù)量等參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié),進(jìn)而可以根據(jù)不同需求合成具有可調(diào)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多功能納米機(jī)器人。
作者進(jìn)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(jī)器人可以實(shí)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(jìn)一步證明了該中空納米機(jī)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(tuán)隊(duì)開發(fā)了動(dòng)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中空納米機(jī)器人。該超組裝策略為設(shè)計(jì)開發(fā)新型多功能智能中空納米材料提供了一種簡(jiǎn)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家、國(guó)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(guó)家工程實(shí)驗(yàn)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(jì)及組裝、軟界面智能傳感與探測(cè)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(cè)、軟界面電子光電子器件、仿生軟界面儲(chǔ)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(jiǎng)、科技部重點(diǎn)專項(xiàng)優(yōu)秀青年獎(jiǎng)、聯(lián)合國(guó)工發(fā)組織科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、孔子教育基金會(huì)優(yōu)秀科學(xué)家獎(jiǎng)、中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)(CAIA獎(jiǎng))一等獎(jiǎng)、上海市青少年發(fā)展創(chuàng)新市長(zhǎng)獎(jiǎng)、中國(guó)教育部“博士研究生學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)”、“陶氏化學(xué)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)、澳大利亞Monash大學(xué)優(yōu)秀博士論文校長(zhǎng)獎(jiǎng)、寶鋼教育基金會(huì)特等獎(jiǎng)等。任國(guó)際Frontiers系列刊物副主編,《中國(guó)化學(xué)快報(bào)》Chinese Chemical Letters(CCL)以及Mater Today Sustainability編委。
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