在发展相对缓慢的纳米合成领域里，复杂纳米结构的可控合成和精确调控成功扯住了纳米技术前进的脚步。以金纳米材料的合成为例，基于配体和金表面相互作用的合成方法，在设计复杂纳米结构上存在配体难操控、配体动态平衡的特性以及多步合成中配体的高选择等缺陷。

针对上述问题，陈虹宇教授与哈尔滨工业大学邵路教授合作，设计开发了一种基于两亲性嵌段共聚物的全新合成方法，实现了一系列复杂纳米结构的可控制备。该方法利用两亲性嵌段共聚物在配体修饰的金纳米棒表面自组装形成保护层，随后在水中加热驱动聚合物层在金表面流动与转变；通过改变金纳米棒表面的配体种类，可促使聚合物产生收缩、脱落和缠绕等多种转变模式，并揭示了其转变机理。这种聚合物层的不同转变模式突破了纳米合成中的晶面控制，实现非传统纳米合成设计。

转变后的聚合物层具有类似于有机合成领域中“保护基团”的作用，可以在金纳米棒表面形成保护区域和活性区域，从而实现其他金属材料在其表面的可控生长（Fig.1 and Fig.2），同时能够有效地阻止金纳米材料的聚集沉淀，无需担心后续合成过程中多种试剂的影响。

Figure 1∣Schematics illustrating the four transformation modes of (AuNR-ligand)@PSPAA:

Figure 2∣Contraction and bimodal contraction modes.

更重要的是，利用方法可以精确设计并合成出更为复杂的纳米结构，比如，利用聚合物在金纳米棒表面的多次收缩-生长过程，可以制备出Pdtip-Agring-AuNR@PSPAA-Agring-Pdtip(Fig.3)；实现硫化银对金纳米棒的头尾焊接组装。该方法具有一定的普适性，可以应用于其他形貌的金纳米材料，如在金纳米双锥和纳米三角片等实现选择性收缩(Fig.4)，并可在此基础上合成出多种复杂纳米结构。

Figure 3∣Multi-step masked nanosynthesis.

Figure 4∣Bipyramids and triangular nanoprisms.

相关研究工作以“Transformable masks for colloidal nanosynthesis”为题发表在Nature Communications上。南工在读研究生何博文和南昌大学化学学院青年教师王振兴（原哈尔滨工业大学博士生）为本论文的共同第一作者。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-02958-x

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转载自：化学与分子工程学院、先进化学制造研究院