高分子刷/贵金属纳米颗粒杂化材料方面取得研究进展

　　由于独特的光、电和催化性能，贵金属纳米粒子如金（Au）、银（Ag）、钯（Pd）、铂（Pt）等已经被广泛应用到传感、催化以及生物医药等众多领域。如何精确控制贵金属纳米粒子的微环境及其聚集形态，是使无生命的纳米材料变得有“知觉”，实现功能纳米材料智能化的有效途径。传统方法是通过蛋白质或DNA与贵金属纳米粒子耦合，实现纳米粒子的微环境与组装形态可逆调控，用于智能纳米器件和医药体系，但存在格昂贵和可逆循环次数有限等问题。刺激响应性高分子是一类能够对外界刺激(如pH、溶剂、温度、离子强度、化学分子、光、磁等)做出响应的智能材料。作为其中的一种，高分子刷可与贵金属纳米粒子进行原位杂化，从而具有智能调控纳米颗粒的微环境、形貌、组装及其性能的优势。

　　宁波材料所智能高分子材料团队，利用二氧化硅纳米粒子和氧化石墨烯（GO）为载体，表面修饰刺激响应性高分子，如温敏性的聚二甲氨基甲基丙烯酸酯（PDMAEMA）分子刷，并在高分子刷上原位合成并负载纳米金，得到一种新型的SiO2@PDMAEMA/Au或GO @PDMAEMA/Au纳米杂化体系。通过温度调节PDMAEMA分子刷的伸展或塌缩构象变化，达到可逆调控纳米金粒子的包覆和释放，成功实现纳米金粒子微环境的变化而达到智能开关型的催化效果（图A和B），相关工作发表在Chem. Commun. (2014, 50, 1212) 与RSC Adv. (2014, 4, 44480)上。近期，科研人员发展这一思路，将光响应性的高分子修饰到纳米金表面，通过光的改变来可逆调控高分子刷中螺吡喃基团的闭环（SP）和开环状态（MC），实现金纳米粒子的可逆自组装，得到一种新型智能可逆的纳米金低聚体（二聚体、三聚体等）。聚集形态的改变进而导致微环境特别是金纳米颗粒距离的调控，使得智能开关型的纳米光学器件（智能可调的表面增强拉曼基材）成为可能，并被用于环境和食品安全中的小分子有害物质的检测，显著的提高了检测灵敏度（Langmuir，2015, 31, 1164)。

　　本研究工作得到了国家青年千人计划、国家自然科学基金（21404110, 51473179, 51303195, 21304105），浙江省杰出青年基金（LR14B040001）和宁波市创新团队（2014B82010）的支持。