【科技】化学所在磁性纳米粒子的自组装与结构调控方面取得系列进展

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磁性纳米粒子在现代科学的许多行业都有着核磁共振成像、生物医药、催化剂、数据存储、环境保护等广泛的应用。 调节粒子的尺度和几何外观，逐步有序地自组织，可以得到磁性纳米粒子的优良特征，利用磁性纳米粒子之间的多种相互作用，可以实现在不同尺度下的多功能应用诉求。 因此，磁性粒子自组装结构的设计和控制成为理解结构效应关系、提高相关材料性能的关键和难点。 在国家自然科学基金委员会、中国科学院和中国科学院化学研究所的大力支持下，化学所分子动态与稳定结构实验室研究员姚立课题组科研人员利用超低磁场磁图像综合研究平台，设计和构建磁多功能自组装体，性能控制与应用研究

由于不需要低温超导的强磁场环境，超低磁场磁成像成为磁成像的前沿研究行业。 但是，通常的磁探针不能满足超低场技术的要求，该实验室的科研人员与胶体界面和化学热力学实验室合作，使用分子控制的自组织方法，构建了新的超低场磁探针。 通过有机结合磁性纳米粒子的多功能性和单孔空心的结构特征，实现了其磁性能的控制和提高，迅速发展了选择性封装、磁导航运输、可控一体释放的智能生物医学平台。 更重要的是，整个过程可以通过磁共振成像手段实时监视。 这种自组装磁球被用作智能纳米载药，有望使癌症治疗可视化，更有效、更准确。 相关结果发表在j. am. chem. soc .，138，2090 & MINUS上。 2093年。

与具有对称结构的粒子相比，janus微粒由于独特的各向异性，在催化剂、载体、传感、水解决等方面具有很多潜在的应用，且具有比较特殊的凝聚行为，容易发生自组织化，可以用于模拟分子的自组织化。 另一方面，janus微粒自组装的实用化仅限于单分散、量大、能够控制形态的janus微粒的制造。 最近的研究表明，该实验室的科研人员通过自己开发的液滴微流控制平台，利用磁控制浸润调制的原理，制造了两亲性、磁响应、单分散janus微粒。 基于形态各向异性、两亲性、外部磁场的协同自组装模式，形成大面积、两亲性的单层膜，可应用于智能涂层、防污表面及生物防粘结材料。 相关结果刊登在adv. mater .，28，3131 & ndash上。 3137。

图1磁性纳米粒子自组织形成的单孔空心球的示意图

图2 janus微粒及其自组装的单层膜