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  結(jié)晶通常是一個(gè)排異過程，也正是基于這一原理，結(jié)晶被廣泛應(yīng)于物質(zhì)的分離提純。如何克服界面的不相容性，將客體納米粒子內(nèi)嵌入無機(jī)單晶一直面臨巨大的挑戰(zhàn)。在前期研究工作中，寧印課題組一直致力于研究如何將高分子納米粒子高效地內(nèi)嵌無機(jī)單晶。其具體過程是，通過在主體晶體生長過程中引入客體納米粒子，在不破壞主體晶體長程有序性的情況下，納米粒子借助表面高分子自發(fā)地嵌入其中，實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的有機(jī)整合。相關(guān)研究工作一方面揭示了納米粒子內(nèi)嵌晶體的影響因素和內(nèi)嵌機(jī)理，為納米粒子高效內(nèi)嵌無機(jī)單晶建立了重要的“設(shè)計(jì)規(guī)則”；另一方面重塑了人們對(duì)結(jié)晶排異性的認(rèn)知，提供了一種具有變革性意義的創(chuàng)新方法制備多組分、異質(zhì)的新型晶態(tài)復(fù)合功能材料（Y. Ning*, et al., Acc. Chem. Res., 2020, 53, 1176; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202300031; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 17966; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 2481; J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 2557; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 4302; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 8692.）。

圖1. （a）嵌段共聚物納米粒子的合成；（b）嵌段共聚物納米粒子在介孔二氧化硅表面的吸附組裝，形成具有可控共聚物納米粒子表面吸附量的納米復(fù)合膠體粒子（colloidal nanocomposite particles, CNPs），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CNPs在方解石晶體中的空間可控內(nèi)嵌。

圖2. 納米復(fù)合膠體粒子的制備及其在方解石晶體中的內(nèi)嵌分布。

圖3. UiO-66-NH₂/PMAA₈₄-P(St-alt-NMI)₁₀₀復(fù)合粒子在方解石晶體中的空間可控內(nèi)嵌。

圖4 空間可控內(nèi)嵌機(jī)理示意圖

  總的來說，作者通過正負(fù)粒子之間的組裝行為，調(diào)控高分子納米粒子的吸附量，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)合納米粒子在方解石單晶中的空間可控內(nèi)嵌。該工作的亮點(diǎn)在于：（1）方法簡單易行。避免了傳統(tǒng)納米粒子內(nèi)嵌晶體時(shí)需要復(fù)雜而耗時(shí)的表面修飾過程，理論上任何帶正電的納米粒子都可以通過該方法實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌；（2）可精確調(diào)控復(fù)合晶體的內(nèi)部組成和空間結(jié)構(gòu)。僅僅通過調(diào)節(jié)高分子納米粒子的吸附量即可調(diào)控納米復(fù)合膠體粒子在方解石單體中的內(nèi)嵌深度，實(shí)現(xiàn)復(fù)合晶體材料在組成和空間結(jié)構(gòu)上的可控“編輯”；（3）普適性。該策略可以拓展至其它材料體系，為新型晶態(tài)復(fù)合材料的制備提供了一種全新的途徑。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/jacs.3c07435

通訊作者簡介

寧印，教授，博士生導(dǎo)師，國家級(jí)青年人才入選者。研究興趣包括高分子合成及其自組裝、高分子-無機(jī)晶態(tài)功能復(fù)合材料、復(fù)合膜材料等�；貒ぷ饕詠恚酝ㄓ嵶髡呱矸菰�J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Mater., Small等期刊上發(fā)表論文多篇。因團(tuán)隊(duì)發(fā)展需要，目前本課題組需招聘青年教師（暨大第四、五層次）、博士后以及科研助理若干，待遇從優(yōu)，歡迎垂詢（鏈接：https://www.x-mol.com/groups/ning_yin/positions/27151）。

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