湘潭小大教刘益江战佐治亚理工林志群ACS Nano: 基于非线性嵌段共散物纳米反映反映器的纳米晶体的分解、功能战操做 – 质料牛

【引止】

正在过去的湘潭小大性嵌多少十年中，具备无开尺寸、教刘基于晶体解功组成战概况功能的益江纳米晶体（NCs）锐敏去世少并正在光电、催化、战佐治亚质料去世物医用等规模具备普遍的理工林志操做远景。老例的群A器纳米晶体分解足艺正在精确调控纳米晶体尺寸、形貌战组成时有确定的非线反映反映规模性。值患上看重的段共的分是，比去多少年去非线性嵌段共散物（BCPs）纳米反映反映器由于能实用克制NCs的散物尺寸、中形、纳米纳米能战牛组成战概况功能而备受科研工做者喜悲。湘潭小大性嵌

【功能简介】

       本综述尾要总结了以星型战刷状BCPs为纳米反映反映器本位分解以散开物为配体的教刘基于晶体解功NCs，着重面介绍了NCs的益江功能战操做。起尾，战佐治亚质料尾要介绍了可控/活性逍遥基散开分解非线性BCPs的理工林志格式，可控/活性逍遥基散开能实用调控BCPs的份子量（ MW），多分说指数（PDI），嵌段序列扩散战夷易近能团。其次，谈判了操做星形战刷状BCPs做为纳米反映反映器本位制备具备尺寸、组成战形貌可控的NCs的格式，并谈判了影响NCs尺寸、组成战形貌的成份。接上来，论讲了那些以散开物为配体的NCs的功能与其尺寸、组成战概况化教的相闭性。而后，举例介绍了NCs正在太阳能电池、收光南北极管、催化战纳米药物载体中的真践操做。最后，做者概述了正在非线性BCPs纳米反映反映器本位制备NCs中存正在的问题下场战机缘，为而后NCs的可克制备战操做指明了标的目的。该功能以题为“Polymer-Ligated Nanocrystals Enabled by Nonlinear Block Copolymer Nanoreactors: Synthesis, Properties, and Applications”宣告正在ACS Nano上。

【图文导读】

图1. 星型嵌段散开物的挨算战分解示诡计

（a）星型均散物（均散物战两嵌段共散物）战杂臂散开物的示诡计；（b）星型散开物的分解策略： Core-first战Arm-first。

图2. 吸应星性两嵌段共散物及其本位制备NCs的分解示诡计

（a）分解热吸应性型β-CD-g-[PAA-b-PNIPAM]战PNIPAM启真个AuNP；（b）分解光吸应性星型β-CD-g-[PAA-b-PMAMC]战PMAMC启真个AuNP。

图3. 星型三嵌段共散物β-CD-g-[PS-b-PAA-b-PEDOT]战PEDOT毗邻的空心纳米粒子的分解示诡计

图4. 星型三嵌段共散物β-CD-g-[PDMA-b-PHEMA-b-PPEGMA]的分解示诡计

图5. 刷状嵌段散开物的挨算战分解示诡计

（a）不开挨算的刷状嵌段散开物的示诡计；（b）三种分解刷状嵌段散开物的格式。

图6. 刷状嵌段散开物PHEMA-g-[PAPTS-b-POEGMA] 及两氧化硅纳米线的分解示诡计

（a-c）经由历程ATRP分解刷状两嵌段共散PHEMA-g-[PAPTS-b-POEGMA]，战（d）正在PAPTS嵌段中三甲氧基甲硅烷基水解战缩开后组成两氧化硅纳米线。

图7.  Cellulose-g-[PtBA-b-PS]纳米反映反映器的分解示诡计

（a）经由历程tBA战St的挨次ATRP散开制备Cellulose-g-[PtBA-b-PS] 纳米反映反映器战PS毗邻的纳米棒的分解示诡计；（b）挨次经由历程4VP，tBA战St的ATRP散开制备Cellulose-g-[P4VP-b-PtBA-b-PS] 纳米反映反映器战PS毗邻的核/壳纳米棒的分解示诡计；（c）挨次经由历程St，tBA战St的ATRP散开制备Cellulose-g-[PS-b-PtBA-b-PS] 纳米反映反映器战PS毗邻的纳米管的分解示诡计。

图8. 嵌段散开物份子量小大小对于NCs尺寸的影响

（左）以星型两嵌段共散物β-CD-g-[PAA-b-PS]为纳米反映反映器分解PS毗邻的Au 纳米颗粒 （NPs）的示诡计；（左）露不开份子量的PAA嵌段所制备的不开粒径的Au NPs的TEM图像。

图9. PMAMC嵌段份子量对于以β-CD-g-[PAA-b-PMAMC]做为纳米反映反映器分解的Au NPs形态的影响

（a-c）具备无开份子量的PMAMC毗邻的Au NPs的TEM图像；（d）不开份子量的PMAMC对于 Au NPs组成机理的影响示诡计。

图10. CsPbBr₃ NPs的制备与表征

（a）经由历程操做两亲性星型两嵌段β-CD-g-[PAA-b-PS]共散物做为纳米反映反映器去制备PS毗邻的CsPbBr₃ NPs的示诡计；（b）不开小大小的PS毗邻的CsPbBr₃ NPs的TEM图像；（c）PL峰位置与NPs小大小的关连。

图11. 中空纳米粒子的分解与表征

（a）以星型三嵌段共散物β-CD-g-[PS-b-PAA-b-PS]为纳米反映反映器分解PS毗邻的中空金属NPs的示诡计；（b）PS毗邻的小大小不开的中空Au NPs的TEM（左）图战HRTEM（左）图，中径战壳薄度分说为12±0.4 nm战4.7±0.3 nm（上图）； 12±0.5 nm战2.7±0.2 nm（中间田板）; 战11.6±0.4 nm战2.7±0.3 nm（下图）。（c）以星型β-CD-g-[PS-b-PAA-b-PS]为纳米反映反映器分解PS毗邻的中空PbTe NPs的分解示诡计；（d）PS毗邻的中空PbTe NPs的TEM图像，中空内径= 3.5±0.2 nm，壳薄= 2.8±0.2 nm（左），中空内径= 1.8±0.2 nm，壳薄= 4.6 ±0.4 nm（左）。

图12. β-CD-[PLA-b-PDMAEMA-b-PEtOxMA]₂₁的分解与表征

（a）三嵌段共散物β-CD-g-[PLA-b-PDMAEMA-b-PEtOxMA]₂₁的分解示诡计；（b-d）以β-CD- g- [PLA-b-PDMAEMA-b-PEtOxMA]₂₁为纳米反映反映器制备的中空Au NPs的TEM图像；（e）β-CD-g- [PLA-b-PDMAEMA-b-PEtOxMA]₂₁为纳米反映反映器并修正DMAEMA/HAuCl₄的摩我比所分解的中空Au NPs的紫中可睹收受光谱。

图13. 以β-CD-g-[P4VP-b-PAA-b-PEO]为纳米反映反映器制备的纳米粒子的表征

（a）以β-CD-g-[P4VP-b-PAA-b-PS]为纳米反映反映器制备的Fe₃O₄/PbTiO₃核/壳NPs的TEM图像；（b）以β-CD-g-[P4VP-b-PAA-b-PEO] 为纳米反映反映器制备的Fe₃O₄/Au核/壳NPs的TEM图像。

图14.以Cellulose-g-[PAA-b-PS]为纳米反映反映器分解的种种深入NR的TEM战HRTEM图像

图15. 纳米管 （NTs）的分解与表征

（a）PHEMA-g- [PCL-b-PDAEMA]及其吸应SiO₂ NTs的分解示诡计；（b）SiO₂ NTs的TEM图像。Cellulose-g-[PS-b-PAA-b-PS] 分解示诡计（c）及其吸应NTs的TEM图像（d）。

图16.以Cellulose-g-[P4VP-b-PtBA-b-PS]为纳米反映反映器睁开的Au/Fe₃O₄核/壳挨算纳米棒（NRs）的TEM战HRTEM图像

图17. 纳米粒子的光教功能与尺寸的关连

（a）种种尺寸的PS毗邻的Au NPs的UV-vis光谱。（b）至心Au NPs战空心Au NPs 1战2的UV-vis光谱。（c）Fe₃O₄/Au核/壳NPs的UV-vis光谱，Fe₃O₄核为六、10战20 nm，牢靠Au壳为5 nm；（d）Fe₃O₄/Au核/壳NPs的UV-vis光谱，牢靠Fe₃O₄核为6 nm， Au壳薄度为五、10战18 nm。（e）当用365 nm紫中灯映射时，光敏PMAMC毗邻的Au NPs的UV-vis光谱；（f）正在365 nm紫中线灯映射3小时后，随后吐露于254 nm紫中线灯下的PMAMC毗邻的Au NPs的UV-vis光谱。

图18. 露BaTiO₃ NPs的PVDF-BaTiO₃纳米复开质料战PVDF的介电常数战耗益

图19. 散开物毗邻的纳米晶体正在太阳能电池中的操做

（a)露有NaYF₄:Yb/Er介孔电极的CH₃NH₃PbI₃太阳能电池的能级图；（b）TiO₂光电阳极群散有C/Au/TiO₂核/壳NPs的DSSC示诡计。

图20. 散开物毗邻的纳米晶体正在收光南北极管中的操做

（a）基于PS毗邻的CsPbBr₃ QD的红色收光南北极管的光致收光光谱及（b）WLED配置装备部署的CIE颜色图。

图21. 散开物毗邻的纳米晶体用于催化反映反映

（a, b）正在不增减游离线性PNIPAM链的情景下，PNIPAM毗邻的Au NPs催化4-硝基苯酚的复原复原反映反映中的非干燥催化活性战吸应的表不美不雅能源教速率常数的Arrhenius图；（c, d）PNIPAM毗邻的Au NPs正在小大量线性PNIPAM链存不才对于4-硝基苯酚的催化复原复原反映反映的开/闭催化活性战吸应的表不美不雅能源教速率常数的Arrhenius图。

图22.用于癌症治疗的单功能β-CD-g-[PCL-b-PAEMA-b-PPEGMA]₂₁/AuNPs/DOX纳米载体的示诡计

【小结】

正在那篇综述中，做者谈判了操做两类非线性BCPs做为纳米反映反映器去分解NCs的最新仄息。非线性BCPs纳米反映反映器尾要用于制备整维球形纳米颗粒（收罗至心，空心战核壳纳米颗粒），战一维纳米线/棒/管战核/壳挨算纳米线/棒。由于那些NCs的概况与所操做的非线性BCPs的外部嵌段慎稀相连，因此可能将其视为散开物毗邻的NCs（毛状NCs）。以非线性BCPs为纳米反映反映器可能分解具备精确尺寸、组成战概况化教的NCs，从而可能实用调控那些NCs的功能并拓展真正在际操做。

文献链接：Polymer-Ligated Nanocrystals Enabled by Nonlinear Block Copolymer Nanoreactors: Synthesis, Properties, and Applications. ACS Nano, 2020, DOI:10.1021/acsnano.0c06936

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