小粒径双面纳米粒子的可控生长、形成机理及光学特性研究

Due to the typical dual-function, unique physical and chemical properties hence versatile application potentials in a large variety of fields, recently, Janus nanoparticles (JNs) have attracted wide attention and great interest. In this project, it is proposed to design and synthesize mixed-ligand covered JNs ranged from sub-nanometer to a few of nanometers, by varying relevant factors including type of mixed ligand as well as their ratio, chain type, difference of chain length, the terminal functional group, the core size, and so on. The key principles and mechanisms on the formation of Janus morphology will be investigated systematically. Meanwhile, the absorbance and photoluminescence properties of small JNs with different core size and surface ligands will be exploited, targeting their potential application on drug delivery and tumor fluorescence imaging.

双面粒子(Janus粒子)作为双功能载体，以其独特的物化性质和在诸多领域的重要应用而引起了广泛关注。本项目拟通过改变混合配体类型、比例、链长与链长差、链类型、终端官能团、粒径等相关因素，设计并合成混合配体包覆、粒径在亚纳米尺度至几个纳米之间可控的Janus金纳米粒子，深入理解表面Janus形貌的形成机理。同时，系统研究核尺寸、表面混合配体等因素对Janus金粒子的等离子共振吸收与光致发光特性的影响，揭示其构效关系，为其在生物医药、肿瘤成像等方向的应用奠定基础，也为深入理解曲面上混合分子单层自组装提供依据。

双面粒子(Janus粒子)具有独特的结构和物化性质，可同时具备多种功能，进而在生物医学、纳米器件等诸多领域有重要的应用前景。研究混合配体自组装单层包覆的金Janus纳米粒子的合成、结构和光学性质，具有重要的科学意义和实际应用价值。本项目中我们利用混合配体在金纳米粒子表面的单层自组装，给出了混合配体类型、比例、链长与链长差、链类型、终端官能团、以及纳米粒子粒径等因素对粒子表面形成Janus结构的影响，揭示了表面Janus结构的形成机理及Janus粒子的光学性能，并进一步采用新方法设计制备出金/银Janus纳米粒子和金/二氧化硅 Janus纳米粒子，以及制备出金/碳纳米粒子、金/硒化物纳米粒子等金基复合纳米粒子，对纳米粒子在生物成像、催化、光热治疗等领域的应用进行了研究。此外，项目也对金表面分子组装进行了研究，为深入理解混合配体自组装提供依据。..本项目研究进展顺利，依照本项目的研究方案和经费预算，达成了研究目标和预期研究成果，取得了多项重要研究进展，并在人才培养和学术交流中有所收获。基于项目研究成果，项目负责人作为通讯作者在Journal of the American Chemical Society (IF=13.858)、ACS Nano (2篇, IF=13.942)、Chemical Communications (IF=6.319)、Nanoscale (2篇, IF=7.760) 等高水平期刊发表或已接收发表SCI论文18篇，作为第一发明人获三项授权国家发明专利 (专利号: 201510845612.5, 201510845752.2, 201510822666.X)，在国际和国内会议多次做口头报告以及提交张贴报告。此外，本项目的相关研究工作还协助培养项目负责人的5名硕士生获得了硕士学位。