結晶通常是一個排異過程，也正是基于這一原理，結晶被廣泛應于物質的分離提純。如何克服界面的不相容性，將客體納米粒子內嵌入無機單晶一直面臨巨大的挑戰。在前期研究工作中，寧印課題組一直致力于研究如何將高分子納米粒子高效地內嵌無機單晶。其具體過程是，通過在主體晶體生長過程中引入客體納米粒子，在不破壞主體晶體長程有序性的情況下，納米粒子借助表面高分子自發地嵌入其中，實現不同物質的有機整合。相關研究工作一方面揭示了納米粒子內嵌晶體的影響因素和內嵌機理，為納米粒子高效內嵌無機單晶建立了重要的“設計規則”；另一方面重塑了人們對結晶排異性的認知，提供了一種具有變革性意義的創新方法制備多組分、異質的新型晶態復合功能材料（Y. Ning*, et al., Acc. Chem. Res., 2020, 53, 1176; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202300031; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 17966; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 2481; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 2557; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 4302; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 8692.）。
圖1. （a）嵌段共聚物納米粒子的合成；（b）嵌段共聚物納米粒子在介孔二氧化硅表面的吸附組裝，形成具有可控共聚物納米粒子表面吸附量的納米復合膠體粒子（colloidal nanocomposite particles, CNPs），進而實現CNPs在方解石晶體中的空間可控內嵌。
圖2. 納米復合膠體粒子的制備及其在方解石晶體中的內嵌分布。
圖3. UiO-66-NH2/PMAA84-P(St-alt-NMI)100復合粒子在方解石晶體中的空間可控內嵌。
圖4 空間可控內嵌機理示意圖
總的來說，作者通過正負粒子之間的組裝行為，調控高分子納米粒子的吸附量，即可實現復合納米粒子在方解石單晶中的空間可控內嵌。該工作的亮點在于：（1）方法簡單易行。避免了傳統納米粒子內嵌晶體時需要復雜而耗時的表面修飾過程，理論上任何帶正電的納米粒子都可以通過該方法實現內嵌；（2）可精確調控復合晶體的內部組成和空間結構。僅僅通過調節高分子納米粒子的吸附量即可調控納米復合膠體粒子在方解石單體中的內嵌深度，實現復合晶體材料在組成和空間結構上的可控“編輯”；（3）普適性。該策略可以拓展至其它材料體系，為新型晶態復合材料的制備提供了一種全新的途徑。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/jacs.3c07435
通訊作者簡介
寧印，教授，博士生導師，國家級青年人才入選者。研究興趣包括高分子合成及其自組裝、高分子-無機晶態功能復合材料、復合膜材料等。回國工作以來，以通訊作者身份在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Mater., Small等期刊上發表論文多篇。因團隊發展需要，目前本課題組需招聘青年教師（暨大第四、五層次）、博士后以及科研助理若干，待遇從優，歡迎垂詢（鏈接：https://www.x-mol.com/groups/ning_yin/positions/27151）。
Email: yinning@jnu.edu.cn
- 華中科技大學羅亮、河南大學師冰洋/鄒艷《Nat. Commun.》：近紅外可激活的仿生納米凝膠深度滲透腫瘤抑制原位膠質母細胞瘤 2022-11-14
- 北化潘凱教授團隊、浙大朱林利教授團隊《ACS AMI》：一步法激光還原制備可精確控制響應方向位置石墨烯智能濕度驅動器 2022-03-25
- 中科院上海有機所黃曉宇/馮純團隊：長度精確可控、水中可分散、形貌穩定和表面可官能化的π-共軛納米纖維的構建 2020-09-25
- 華科大王勇研究員團隊 JACS：有機硼介導的有氧串聯聚合新策略-構建嵌段共聚物一鍋法合成通用平臺 2026-03-04
- 四川大學牛艷華教授/李光憲教授團隊《Macromolecules》：弱有序聚離子液體嵌段共聚物的黏彈行為和離子傳輸特性 2025-12-27
- 華南理工大學王林格教授團隊 Small：時間分辨小角 X 射線揭示聚合誘導自組裝兩嵌段共聚物膠束的生成機制 2025-09-09
