《聚合物媒介的無機納米粒子可控組裝》是依託上海交通大學，由麥亦勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物媒介的無機納米粒子可控組裝
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：麥亦勇
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無機納米粒子，如金納米粒子，磁性納米粒子等的組裝結構可以產生一些獨特的物理性能。這些組裝結構在生物標記、感測器、光電材料、催化等領域具有潛在套用。因此，通過不同的方法將無機納米粒子有序地組織在一起並實現其獨特的性能成為當前的研究熱點之一。聚合物媒介的納米粒子組裝可實現納米粒子不同維度的有序組裝，從而獲得形貌可控且具有不同物理性能的納米粒子組裝體，因此成為近年來納米粒子可控組裝的重要方法之一。本項目主要包含兩項研究內容：（1）以嵌段共聚物組裝體為模板實現金納米棒不同維度的可控組裝。通過改變自組裝條件，製備不同維度和形貌的嵌段共聚物-金納米棒雜化組裝體，並研究組裝體的光電等物理性能；（2）以聚合物為媒介，實現兩種不同類型的納米粒子，如金和磁性氧化鐵納米粒子不同維度的同步可控組裝。通過改變自組裝條件，製備不同維度和形貌的含兩種納米粒子的多功能雜化組裝體，並研究組裝體的光電、磁性等物理性能。
結題摘要
本項目研究目標包括：（1）實現嵌段共聚物修飾的金納米棒不同維度可控組裝；獲得金納米棒組裝體的光電等物理性能。（2）開發將兩種不同類型納米粒子同步定位到聚合物組裝體不同區域的技術，製備含兩種無機納米粒子聚合物組裝體，獲得其光電等物理性能並探索其潛在套用。針對這些目標，本項目的研究成果主要包括：（1）實現嵌段共聚物修飾金納米粒子（包括納米棒和納米球）的可控自組裝，獲得其光物理性能。該研究為金納米粒子的可控自組裝提供了新的途徑；為金納米粒子組裝體的光物理性能研究和開拓組裝體在光熱治療、藥物可控釋放等領域的套用創造了新契機。（2）通過聚合物囊泡融合，製備了含兩種無機納米粒子，例如量子點（CdSe）和磁性納米粒子（Fe3O4），的Janus量子點囊泡，獲得其光學性能，並證明其在磁控顯示技術領域的潛在套用。該研究實現了兩種量子點在囊泡不同區域的精確定位，為製備Janus囊泡及其潛在套用開發提供了新思路。在實現本項目研究目標的基礎上，附帶的研究成果還包括：（1）以嵌段共聚物溶液自組裝形成不同形貌的組裝體（球形膠束，囊泡等）為模板，製備了不同形貌且孔結構/尺寸可控的多孔複合材料，建立了定量控制孔尺寸的方法。所得複合材料作為超級電容器、鈉電池等能源設備的電極材料，顯示出極好的電化學性能。（2）成功獲得PEO修飾的結構精確可控的石墨烯納米帶，修飾後的納米帶在常用有機溶劑甚至水中具有極好的分散性， 為獲得未知的納米帶溶液性能（例如紫外吸收，螢光等）提供了契機；通過簡單揮發成膜法製備了納米帶場效應電晶體，發現其具有高的電子遷移率。這一開創性研究拓寬了石墨烯納米帶的研究範圍，為開闢石墨烯納米帶在超分子自組裝、生物技術等領域中新的研究方向邁出了關鍵性一步。（3）在石墨烯納米帶前體——聚苯邊緣接枝PEO獲得新型 “rod-coil”接枝共聚物，發現其在溶液中呈現溫度回響多級自組裝行為。不同溫度下，該rod-coil接枝共聚物能分別自組裝成一維超長螺旋線 和規則的兩維片層結構。該研究為含剛性鏈段共聚物體系的相分離以及剛性鏈段在聚集體中的有序排列機制的研究提供了新的體系和方法，拓寬了接枝共聚物自組裝的研究範圍，也為聚合物兩維自組裝提供了新途徑。 基於以上研究成果，我們已發表標註本項目資助的SCI論文14篇；申請中國專利2項；培養博士生5名，碩士生5名，本科生3名，其中已畢業碩士生1名，本科生2名。
