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Nano Lett中国石油大学曾景斌课题组磁性等离激元异质纳米材料研究新进展

  等离激元异质纳米材料不仅具有光学和磁性的双重性质,同时还存在双中心的协同效应及两种组分交界面的电子耦合效应,非常适用于多模态生物成像、催化和生物传感等领域。现阶段虽然已有一些关于磁性等离激元异质体纳米材料的报道,但其合成通常是在有机介质中进行,后续为了将材料用于生物或环境体系,通常需要对其进行表面修饰以实现相转移。一方面,由于油相配体与金属表面作用比较强,在相转移过程中难以彻底置换,残留的有机配体会产生较强的生物毒性,同时也会影响材料的催化活性;另一方面,有机配体对纳米粒子的包裹不利于控制新核的外延生长,进而约束了其形貌、尺寸及结构的可控性,给后续的粒径调控和其它金属外延生长带来困难。

  针对上述挑战,阎子峰教授团队的曾景斌课题组与殷亚东、张冬团队合作,发展了一种水相合成四氧化三铁-贵金属(金、银、钯)异质纳米材料的方法,通过以四氧化三铁纳米晶为种子,利用四氧化三铁表面的二价铁离子作为还原剂,原位的将金属盐前驱体还原成金属单质,而这些小小的金属种子如同钥匙一般,打开了水相合成的大门,后续加入的金属盐,在柠檬酸钠的作用下持续被还原并沉积到已有的种子上,在奥斯瓦尔德熟化作用下,形成大颗粒的金属,最终形成四氧化三铁-贵金属异质纳米材料。

  相比于基于有机溶剂的合成方法,水相合成法由于在水溶液中进行,可以通过外延生长法,对合成材料的粒径和形貌进行控制,也可以实现更复杂异质结构的可控制备,如AgPt合金-Fe3O4、Au核@Pd壳-Fe3O4、Au壳-Fe3O4等异质体的制备。研究人员进一步将合成的异质纳米材料应用到磁共振成像(MRI)/计算机断层扫描(CT)/光声(PA)成像/光学相干断层扫描(OCT)多模态生物成像,其成像效果与临床上商用的造影剂比较,具有一定的优越性,显示出良好的应用前景。

  审稿人对该研究工作给予了高度评价,认为这种水相合成方法具有较好的普适性,合成的这些异质纳米材料不仅在生物成像中具有较高的应用潜力,而且在催化和传感等领域有望得到更广泛的应用。

  Nano Letters是美国化学学会旗下重要学术期刊,最新影响因子为12.08,主要报道国际纳米科学与技术领域内最新重要研究成果,在材料与化学领域内具有较高影响力。

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