中空結(jié)構(gòu)納米顆粒制備獲突破

具有中空結(jié)構(gòu)的納米材料，由于其具備空腔、質(zhì)輕等特殊性能，在器件制備、催化反應(yīng)、存儲材料、生物醫(yī)用材料等方面具有獨特的優(yōu)勢。在納米尺度范圍內(nèi)，對材料進行尺寸和結(jié)構(gòu)的*控制，制備中空納米材料，一直是材料學(xué)家所追求的熱點。但是由于材料結(jié)構(gòu)的特殊性，中空納米結(jié)構(gòu)的制備往往需要非常復(fù)雜的步驟，目標產(chǎn)物的單分散性和尺寸也難以*控制，因此制備的產(chǎn)量非常低，大都還局限在實驗室毫克量級的規(guī)模，這都成為制約中空納米材料應(yīng)用的因素。

 

近日，在國家科技部“863”項目和“973”項目的大力支持下，由中科院理化所唐芳瓊研究員帶領(lǐng)的納米材料可控制備與應(yīng)用研究組在具有中空介孔結(jié)構(gòu)的“夾心二氧化硅”納米顆粒的制備方面取得了重要突破。這一研究成果發(fā)表在10月份正式出版的《先進材料》上（Adv. Mater. 2009, 21, 3804–3807）。審稿人評價該文章“為新型藥物載體的制備提供非常重要的信息”。該文章在《先進材料》5月份上網(wǎng)后，即在2009年6月Most Accessed通訊類文章中排名第三，引起納米材料學(xué)界的廣泛關(guān)注。

 

唐芳瓊研究員和她的研究組成員長期從事納米顆粒的可控制備及應(yīng)用研究，積累了豐富的經(jīng)驗和基礎(chǔ)。在球形二氧化硅納米顆粒制備方面，可制備出公斤級尺寸可控的單分散顆粒。在此基礎(chǔ)上，本研究中他們設(shè)計了具有“三明治”結(jié)構(gòu)的有機無機雜化二氧化硅納米材料，通過自主研發(fā)的可控制備生長技術(shù)，經(jīng)過一步法成功合成出一系列尺寸和結(jié)構(gòu)可控的“三明治”復(fù)合顆粒，進一步采用刻蝕劑刻蝕掉中間層，得到具有中空結(jié)構(gòu)，有可移動內(nèi)核和外殼的夾心二氧化硅納米顆粒（Silica Nanorattle）。這種方法制備過程較為簡便，易于控制，顆粒尺寸可精細調(diào)變，外殼厚度和內(nèi)核大小同樣可實現(xiàn)*控制，尤其是外殼還可以得到介孔結(jié)構(gòu)，可以滿足不同的應(yīng)用需求。該方法一次可以得到高達10克量級的單分散夾心二氧化硅納米顆粒，并有望進一步擴大產(chǎn)量。另外，通過選擇具有特殊功能納米顆粒如金納米顆粒作為內(nèi)核，該方法還可以發(fā)展為一種通用的制備功能性夾心二氧化硅納米顆粒的方法。該研究的可規(guī)�；�、可控的制備方法將推動中空納米材料制備方法的改進和應(yīng)用。

 

目前，唐芳瓊研究員所帶領(lǐng)的團隊正致力于發(fā)展這種夾心二氧化硅納米顆粒的多方面應(yīng)用。特別是將該夾心二氧化硅納米顆粒作為藥物載體進行藥物的緩控釋研究來治療腫瘤等惡性疾病，以大大提高化療藥物的利用率，降低毒副作用；將它作為微反應(yīng)器制備貴金屬納米催化劑，以提高催化效率，提高催化劑的穩(wěn)定性。