製備納米「人造分子」

2020-11-13 光明網

近期，復旦大學相關課題組宣布，在納米「人造分子」製備領域取得重大研究突破：掌握了一種實現納米粒子之間定向結合——形成「人造分子」的新技術。

分子是參與生命與物質世界演化的最基本單元，由原子按照特定方式結合而成。創造出「人造分子」，利用其不同的物理性質，能夠為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景。

他們提出創造「人造分子」構想已近20年，但因操作層次極其微觀、挑戰巨大，一直未能實現。通俗地講，就像我們有一堆桌球，每個球的表面都是一樣的，把它們放在一起的接觸點是隨機的。這就產生了一個問題：如果我們不能按照特定的序列和結構控制它們之間的結合，那最終只會得到雜亂無章的聚集結果。

在此前的操作過程中，大多是在納米粒子上定點修飾有機或生物分子，利用這些分子之間的相互作用，實現對不同納米粒子結合的調控。但難以大規模加工製備納米「人造分子」，效率低、成本高，阻礙了對它們各種物理特性的進一步系統研究，使用此方法組成真正可用的新材料更是遙遙無期。

課題組跳出簡單拼接思維，讓這些納米粒子去「自發」做事情：研究人員在納米粒子表面「塗」上一層高分子聚合物，帶有不同聚合物塗層的納米粒子，會按照研究者的設計定向結合，形成具備特殊物理性質的納米「人造分子」。再通過聚合物鏈條的反應設計，讓表面的聚合物自己去調節結合方式，由此形成一種精確的定向結合，以批量製備納米「人造分子」。

這項技術有望推動材料領域變革。借用創造出的新分子，可以精確設計新型高性能材料，對納米級別的粒子與粒子之間的空間相對位置進行調控，創造出具有獨特物理性能的新型物質，推動裝備製造取得顛覆性發展。

這些「人造分子」在空間進行排列組合時，還會產生耦合效應，有可能實現1+1>2的效果，在未來催生更多新型物質材料。

上圖為納米「人造分子」示意圖。

來源： 解放軍報

相關焦點

  • 在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
    這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。近日，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
  • 製備納米「人造分子」
    這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。正因如此，長久以來，納米粒子精準組裝調控困難、產率低下。聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了一則簡易方法——通過設計聚合物配體間的簡單化學反應實現對納米「人造分子」組裝構築和物理性能的調控。這一製備方法與傳統方法的最大區別，在於概念的創新。
  • 科學家設計納米「人造分子」簡易製備方法
    本報訊（記者黃辛）復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊成功設計納米「人造分子」簡易製備方法，相關研究成果近日發表於《科學》。分子是參與生命與物質世界演化的最基本單元，由原子按照特定方式結合而成。
  • 復旦大學聶志鴻在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。
  • 復旦大學聶志鴻團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。
  • 復旦高分子科學系聶志鴻團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。近日，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。
  • 復旦科研團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。
  • 復旦大學高分子科學系聶志鴻團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法
    這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。近日，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。
  • 復旦大學科研團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。
  • 中國學者成功設計納米「人造分子」簡易製備方法 獲國際關注
    中國學者的科研成果「人造分子」的相關研究夯實基礎。 陳靜 攝中國學者的科研成果「人造分子」的相關研究夯實基礎。陳靜 攝中新網上海9月11日電 (記者 陳靜)人造衛星、人工智慧、人造太陽……人類對自然存在物的人工模仿與超越，為生活提供了極大便利。那麼，能否模仿原子到分子鍵合過程，創造出納米「人造分子」呢？記者11日獲悉，中國專家在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了簡易方法。
  • 復旦大學高分子系聶志鴻《Science》：在納米「人造分子」製備領域取得重大突破
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。
  • 復旦大學聶志鴻團隊設計納米「人造分子」簡易製備方法登上《科學》主刊
    「人造分子」製備領域取得重大突破。聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了一則簡易方法——通過設計聚合物配體間的簡單化學反應實現對納米「人造分子」組裝構築和物理性能的調控。這一製備方法與傳統方法的最大區別，在於概念的創新。
  • 復旦大學科研團隊在《科學》主刊發表成果，設計納米「人造分子」簡易製備方法
    那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程，創造出由無機納米粒子定向鍵合而成的「人造分子」，並利用其呈現出的各種獨特物理性質，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？這個想法雖好，然而，傳統的製備方式難以支持大規模生產，納米「人造分子」仍無法走近人們的日常生活。近日，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。
  • 納米「人造分子」製備領域取得重大突破，為傳感、超材料等開闢更廣闊應用前景
    人造衛星、人工智慧、人造太陽……對自然存在物的人工模仿與超越，為人類的生活提供了極大的便利。那麼，能否模仿從原子到分子的鍵合過程創造出「人造分子」，為傳感、催化、超材料和光電器件等領域開闢更廣闊的應用前景呢？復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊在納米「人造分子」製備領域取得重大突破，研究成果於今日（9月11日）發表在《科學》主刊。
  • 復旦大學發現「人造分子」批量製備方法研究論文登上《科學》
    來自復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室的聶志鴻教授課題組，在納米 「人造分子」 製備領域取得重大研究突破，他們發明了一種實現納米粒子之間定向鍵合的新方式。可以想像一下，我們在一個桌球上去刷粘合劑或製造卡槽是比較容易的，但想要在幾納米或者幾十納米的『球』上定點施工，而且想達到高精度並能去大量製備，目前來講幾乎不太可能。」聶志鴻說道。
  • 復旦「人造分子」成果登《科學》：讓納米粒子簡易拼接如樂高
    澎湃新聞記者 虞涵棋高中化學告訴我們，分子是由原子通過共價鍵連接而成的。化學家們仿照這一點，用無機納米粒子代替原子，鍵合成的「人造分子」雖然比真實的化學分子尺寸要大上許多，但也呈現出豐富多樣的材料特性。要像搭積木一樣搭分子，傳統的方法是給納米粒子貼上類似於榫和卯的互補結構，難度高，效率低，因此很難量產。
  • 今日科技話題：重構陰離子溶劑化結構、納米「人造分子」、「雲雀」、鎘汙染農田修復、納米仿生機器人
    ——《科技日報》2中國學者成功設計納米「人造分子」簡易製備方法 獲國際關注▲中國學者的科研成果「人造分子」的相關研究夯實基礎。陳靜 攝近日，中國專家在納米「人造分子」製備領域取得重大突破。復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊為製備納米「人造分子」找到了簡易方法。相關研究成果以《化學計量反應控制的自限性納米粒子定向鍵合》為題發表於《科學》(Science)主刊。
  • 分子納米電池殺菌炭的製備及其性能研究
    1.2.2分子納米電池殺菌炭的製備其主要反應方程式為：4AgNO3+2K2S2O8+8KOH→Ag4O4+4K2SO4+4KNO3+4H2O具體操作步驟：將氧化處理過的椰殼活性炭(AC3H)烘乾並測量乾燥後椰殼活性炭的水容量，根據水容量、活性炭幹炭重及其水分選擇添加純水的量，三者需如下滿足關係：活性炭的水容量（%）＝活性炭水分（%
  • 南工大製備大面積堅韌人造皮膚
    這主要是因為腹腔開放後，創面面積相比其他部位損傷面積大，且容易感染阻礙了創面的癒合，使人造皮膚材料的製備及應用成為修復過程中最大挑戰。　　針對這一難題，陳蘇課題組探索出一種製備人造皮膚的新策略。人造皮膚的形成主要經歷了3個階段：製備大面積可生物降解的纖維蛋白密封劑負載的納米纖維支架，皮膚組織的形成和皮膚再生。　　「首先利用微流控氣噴紡絲法製備一個大型納米纖維支架材料，由超細核殼結構的納米纖維組成。
  • 利用微流控氣噴紡絲法大規模製備人造皮膚
    這主要是因為，腹腔開放後，創面面積相比其他部位損傷面積大，而且容易感染、沒有骨架做支撐、同時運送營養物質困難等難題阻礙了創面的癒合，使得人造皮膚材料的製備及應用成為修復過程中最大挑戰。針對這一難題，陳蘇課題組探索出一種新的製備人造皮膚的策略。