10月10日消息(预印本发布于10月8日),一项发表于ChemRxiv(DOI: 10.26434/chemrxiv.15001720)的研究实现了无强配体条件下水凝胶中原位可控生长超小金属纳米颗粒。研究由Takeoka(早稻田)、Yamauchi、Ogawa、Torimoto等日本课题组合作完成。
在温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPA)水凝胶中合成超小热响应纳米颗粒通常必须使用强配体,否则弱界面相互作用与常规网络的结构不均一性会导致尺寸失控与团聚。该研究用星形聚合物经活性自由基聚合构建「可编程」PNIPA水凝胶:网络整体均匀,同时嵌入局部增强的富酰胺交联微区,为配体-free的原位形成超小金属纳米颗粒创造条件。
均匀网络提供空间一致的反应环境,使颗粒生长在宏观尺度上同步可控。机理上,稳定性并非来自刚性固定或链上强配位,而是源自大量空间分布的富酰胺交联微区协同产生的「多重锚定」效应——一种软性、自适应的类螯合限域。颗粒尺寸由网络结构而非合成条件决定;复合凝胶在热循环与苛刻化学环境中均表现出优异稳定性。
该平台可扩展至胶体分散体系、多种聚合物基质与多种金属纳米颗粒。对催化与传感应用而言,「网络结构决定颗粒尺寸」意味着可以用材料结构手段而非配体化学控制纳米颗粒性质,规避配体对催化表面的毒化——这正是负载型贵金属催化剂制备中的长期矛盾点。
(来源:ChemRxiv)