寧波材料所在高分子刷/貴金屬納米顆粒雜化材料方面取得研究進(jìn)展
由于獨(dú)特的光、電和催化性能，貴金屬納米粒子如金（Au）、銀（Ag）、鈀（Pd）、鉑（Pt）等已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到傳感、催化以及生物醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域。如何精確控制貴金屬納米粒子的微環(huán)境及其聚集形態(tài)，是使無生命的納米材料變得有“知覺”，實(shí)現(xiàn)功能納米材料智能化的有效途徑。傳統(tǒng)方法是通過蛋白質(zhì)或DNA與貴金屬納米粒子耦合，實(shí)現(xiàn)納米粒子的微環(huán)境與組裝形態(tài)可逆調(diào)控，用于智能納米器件和醫(yī)藥體系，但存在格昂貴和可逆循環(huán)次數(shù)有限等問題。刺激響應(yīng)性高分子是一類能夠?qū)ν饨绱碳?span>(如pH、溶劑、溫度、離子強(qiáng)度、化學(xué)分子、光、磁等)做出響應(yīng)的智能材料。作為其中的一種，高分子刷可與貴金屬納米粒子進(jìn)行原位雜化，從而具有智能調(diào)控納米顆粒的微環(huán)境、形貌、組裝及其性能的優(yōu)勢。
寧波材料所智能高分子材料團(tuán)隊(duì)，利用二氧化硅納米粒子和氧化石墨烯（GO）為載體，表面修飾刺激響應(yīng)性高分子，如溫敏性的聚二甲氨基甲基丙烯酸酯（PDMAEMA）分子刷，并在高分子刷上原位合成并負(fù)載納米金，得到一種新型的SiO2@PDMAEMA/Au或GO @PDMAEMA/Au納米雜化體系。通過溫度調(diào)節(jié)PDMAEMA分子刷的伸展或塌縮構(gòu)象變化，達(dá)到可逆調(diào)控納米金粒子的包覆和釋放，成功實(shí)現(xiàn)納米金粒子微環(huán)境的變化而達(dá)到智能開關(guān)型的催化效果（圖A和B），相關(guān)工作發(fā)表在Chem. Commun. (2014, 50, 1212) 與RSC Adv. (2014, 4, 44480)上。近期，科研人員發(fā)展這一思路，將光響應(yīng)性的高分子修飾到納米金表面，通過光的改變來可逆調(diào)控高分子刷中螺吡喃基團(tuán)的閉環(huán)（SP）和開環(huán)狀態(tài)（MC），實(shí)現(xiàn)金納米粒子的可逆自組裝，得到一種新型智能可逆的納米金低聚體（二聚體、三聚體等）。聚集形態(tài)的改變進(jìn)而導(dǎo)致微環(huán)境特別是金納米顆粒距離的調(diào)控，使得智能開關(guān)型的納米光學(xué)器件（智能可調(diào)的表面增強(qiáng)拉曼基材）成為可能，并被用于環(huán)境和食品安全中的小分子有害物質(zhì)的檢測，顯著的提高了檢測靈敏度（Langmuir，2015, 31, 1164)。
本研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（21404110, 51473179, 51303195, 21304105），浙江省杰出青年基金（LR14B040001）和寧波市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2014B82010）的支持。
(高分子事業(yè)部 黃又舉)