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  諾貝爾物理學(xué)得主de Gennes于1991年提出以羅馬神Janus命名不對(duì)稱粒子，由兩種（或多種）不同材料組成，具有多組分復(fù)合、多功能分區(qū)集成和方向性作用等特性，在界面調(diào)控、仿酶、納米機(jī)器、超材料和功能器件等方面具有重要意義。

  楊振忠教授受Macromolecules主編邀請(qǐng)撰寫Perspective，題目：Polymer-Derived Janus Particles at Multiple Length Scales。結(jié)合團(tuán)隊(duì)二十年來(lái)在該領(lǐng)域的工作積累，以多尺度角度，系統(tǒng)總結(jié)了聚合物基復(fù)合Janus粒子制備典型方法最新進(jìn)展：1）乳液聚合相分離可用來(lái)規(guī)模制備特征尺寸為0.1-1微米量級(jí)Janus粒子，楊振忠團(tuán)隊(duì)首次提出了嚴(yán)格意義的Janus亞微米復(fù)合顆粒的規(guī)模制備新方法，為其生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；2）利用嵌段共聚物超結(jié)構(gòu)解組裝，可將Janus顆粒尺寸降至10-100 nm量級(jí)；3）高分子單鏈分子內(nèi)交聯(lián)，為制備1-10 nm量級(jí)的 Janus顆粒提供了普適方法，單鏈納米顆粒的微結(jié)構(gòu)可控，可通過(guò)原位負(fù)載衍生功能物質(zhì)。為了解決傳統(tǒng)方法中單鏈顆粒在極稀溶液中發(fā)生而無(wú)法規(guī)模制備的瓶頸問(wèn)題，楊振忠團(tuán)隊(duì)率先提出了靜電介導(dǎo)的聚合物分子內(nèi)交聯(lián)方法，為規(guī)模制備單鏈納米顆粒及復(fù)合功能體系奠定了基礎(chǔ)，其組成、微結(jié)構(gòu)可控。提出了空間位阻約束的單鏈鍵接功能膠體方法，為規(guī)模制備單鏈-膠體復(fù)合體系奠定了基礎(chǔ)。Perspective對(duì)Janus顆粒的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望：

  精準(zhǔn)構(gòu)筑. 制備具有精細(xì)微結(jié)構(gòu)的Janus顆粒具有重要意義，尤其是亞10納米尺度Janus復(fù)合功能顆粒。楊振忠等指出兩個(gè)重要方向值得關(guān)注：1）是否可以通過(guò)從單體聚合直接得到單鏈納米顆粒和復(fù)合體系，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（鏈與膠體連接順序及空間分布）可控？通過(guò)單活性中心聚合多價(jià)單體實(shí)現(xiàn)高濃度的分子內(nèi)環(huán)化仍然面臨挑戰(zhàn)。2）是否可通過(guò)聚合物單鏈和膠體作為基本單元構(gòu)建更加精細(xì)微結(jié)構(gòu)？需要開發(fā)有效制備方法，精確調(diào)控不同聚合物單鏈在給定功能膠體上的接枝數(shù)目和空間位置。

  功能集成. 未來(lái)的Janus納米顆粒將用作小型化設(shè)備和納米機(jī)器人可能性。復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能集成對(duì)Janus納米顆粒的設(shè)計(jì)提出了巨大挑戰(zhàn)，需要化學(xué)、物理、材料、電子和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的多學(xué)科合作推動(dòng)該領(lǐng)域的全面發(fā)展。

  規(guī)模合成. 目前，楊振忠團(tuán)隊(duì)在前期的乳液聚合聯(lián)合功能物質(zhì)復(fù)合研究基礎(chǔ)上，率先（目前唯一）實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)Janus功能顆粒的規(guī)模生產(chǎn)，在功能復(fù)合材料和環(huán)保、能源等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值（如乳化體系的深度高效處理）。靜電介導(dǎo)的單鏈分子內(nèi)交聯(lián)和空間位阻約束的單鏈鍵接等基本方法為亞10納米Janus納米粒子規(guī)模制備提供了保證。楊振忠等進(jìn)一步提出基于“3H” 規(guī)則的合成策略（高固含量、高單體轉(zhuǎn)化率和高反應(yīng)速率），以期通過(guò)多價(jià)單體的順序活性聚合規(guī)模制備具有組成和序列可調(diào)的Janus聚合物鏈-膠體雜化體系。

  首先介紹了SCNPs的制備方法，對(duì)其形貌特征，包括環(huán)狀聚合物、螺旋狀及多組分SCNPs進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)將單鏈聚合物與膠體顆粒雜化，進(jìn)一步拓展SCNPs結(jié)構(gòu)和功能，為發(fā)展單鏈-膠體雜化納米顆粒及其功能材料體系提供了重要方法。文章著重討論了規(guī)模制備SCNPs和單鏈-膠體雜化納米顆粒的典型方法。作者進(jìn)一步討論了單鏈-膠體雜化納米顆粒在催化、界面和生物領(lǐng)域等關(guān)鍵領(lǐng)域的重要應(yīng)用。文章最后，作者提出單鏈-膠體雜化納米顆粒的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：1. 是否可以構(gòu)建形貌結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜且精確的單鏈雜化納米顆粒？2. 如何賦予單鏈雜化納米顆粒可設(shè)計(jì)組成及特性？3. 是否可以實(shí)現(xiàn)以3H（high solid content, high conversion, high reaction rate）為基準(zhǔn)的制備方法？這些問(wèn)題的有效解決將為單鏈-膠體雜化納米顆粒的突破發(fā)展提供重要保障。

  論文信息：

  Polymer-Derived Janus Particles at Multiple Length Scales

  Yue Shao; Yilan Ye; Dayin Sun; Zhenzhong Yang*

  Macromolecules 2022, 55, 15, 6297–6310

  https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c00512

  Progress in Polymer Single-Chain Based Hybrid Nanoparticles

  Yue Shao, Zhenzhong Yang*

  Progress in Polymer Science

  https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2022.101593