疏水纳米粒子直接组装多功能结构精.ppt

疏水纳米粒子直接组装多功能结构第1页，本讲稿共24页背景背景总结总结疏水纳米粒子组装疏水纳米粒子组装第2页，本讲稿共24页背景背景u在微米或亚微米范围的多功能粒子表现两种或多种不同的性质，可满足许多重要的技术应用，从催化作用到能量的捕获和转化，多式联运成像、检测和同步诊断治疗。u多功能结构的常规组装过程多功能结构的常规组装过程u层层自组装（LbL）模型，因其依赖静电相互作用，主要被亲水纳米粒子系统限制。u通过表面配体的化学键直接耦合纳米粒子也可组装，但因为通用的纳米粒子保护配体不包含额外的用于进一步反应的活性功能基团，所以仅限于一些特殊情况。第3页，本讲稿共24页u许多科技上重要的优质纳米粒子，特别是半半导导体体（如CdSe，ZnSe，CdTe，InP，InAS）和金金属属氧氧化化物物（如-Fe2O3、MnO、TiO2、ZrO2、CoFe2O4）主要通过热解作用热解作用获得。u该作用是在高温条件下（特别是150-320）有机溶剂里无机前体的反应。u缺点 1 不溶于水 2 对纳米粒子的物理特性有害 3 生成的纳米粒子易聚集和沉淀 4 多功能复合材料所需的多种类型的纳米粒子在组装 前都必须分别进行表面处理第4页，本讲稿共24页疏水纳米粒子组装疏水纳米粒子组装u本文研究了用巯基二氧化硅胶粒直接固定包含各种类型疏水配体的纳米粒子，并进一步研究了一种多功能复合纳米结构装配的常规有效的自组装方法。u由MPS得到的巯基二氧化硅胶粒是作为吸附主体，命名为MPS球体。u用已建立好的热解作用单独合成所需功能的纳米粒子，并利用高密度巯基基团有效的固定在MPS球体的表面。u该复合粒子可以涂上一层薄的二氧化硅，为粒子了提供化学/机械稳定性和水相分散性，第5页，本讲稿共24页疏水纳米粒子组装疏水纳米粒子组装自组装过程自组装过程组装粒子多样性组装粒子多样性装载密度装载密度二氧化硅涂层二氧化硅涂层配体替换配体替换主要内容第6页，本讲稿共24页在MPS颗粒表面固定时，不同纳米粒子之间因与巯基基团不同的亲和力而相互竞争，通常遵循硬软酸碱（HSAB）理论。纳米粒子包含弱酸阳离子如Pt2+、Cu+、Cd2+和Au+与巯基基团之间的结合比强酸阳离子如Fe3+和Ti4+的强许多。第10页，本讲稿共24页非球物体的功能化非球物体的功能化如AgSiO2&MPS-Fe2O3&QD多层复合纳米线的制备。银纳米线的合成是用一个多元醇处理，涂上SiO2，用MPS改性，并用-Fe2O3和QD的混合纳米粒子进行表面固定。第21页，本讲稿共24页多层组装多层组装与LbL方法类似，这里的组装方法也允许多层组装即重复纳米粒子固定化、二氧化硅涂层、和MPS修改的过程。以MPS球体（直径约300nm）开始，将-Fe2O3纳米粒子固定在表面，涂上一层薄的SiO2/MPS层，再将QDs固定在表面，得到多层MPS-Fe2O3SiO2&MPSQD结构。第22页，本讲稿共24页总结总结u本文提出了一种便于多功能复合粒子生产的一般过程，即以表面包含高密度巯基基团的纳米结构为主体，疏水纳米粒子的直接自组装。u各种组分和结合的疏水性纳米粒子通过金属阳离子和巯基基团间强配位作用可直接组装到主体表面。得到的结构包覆一层二氧化硅，来稳定装配体，并在生物医学应用上使粒子在水中有好的分散效果。u由于整个装配过程不含复杂的表面改性过程，纳米粒子上疏水配体没有受到干扰，所以粒子保持原本的特性，如高效荧光性。u这种组装过程可为研究人员提供一个通用、可配置、可量、可再生的制备多功能结构的过程。第23页，本讲稿共24页Thank you！第24页，本讲稿共24页