文章来源：苏州医工所

　　纳米粒子作为基本构筑单元可组装成各种维度（1D，2D，3D）的纳米结构。纳米粒子的特定组装体相对于单个纳米粒子来说具有独特的电子、化学和光学特性，其组装体在电子学、等离子学、传感器和表面增强拉曼散射（SERS）等方面具有广泛的应用。自组装是自然界构造宏观材料的基本途径，也是将微观粒子与宏观应用相联系的最有效方法。纳米粒子的自组装的一个关键点在于控制纳米粒子之间的作用力的动力学平衡，包括长程静电斥力、短程范德华引力和其它短程作用力。更重要的是，纳米粒子之间的各向异性作用力是以可控的方式形成更高级纳米结构的前提，比如低维各向异性纳米结构和更复杂的结构。

　　贵金属纳米粒子的一维组装体具有非线性电子传输特性，在未来电子学器件的微型化设计中，可用于纳米电路中的导线或基本单元器件；一维组装体中金属纳米粒子之间的局域等离子体共振（LSPR）耦合可以使光波可以在一维组装体中传播数百纳米，以此可以制造基于等离子体的光波导器件。

　　苏州医工所微纳技术研究室的张志强博士利用硼氢化钠处理来调节纳米粒子与基底之前的作用力，将固定在化学修饰玻璃表面的金纳米粒子直接转化为一维链状组装体，并且可以控制一维组装体的数量和形貌（图1）。此方法为原位、定域制造纳米光电器件提供了一种简单手段。相关成果已发表在ACS 的Langmuir 2011, 27(16), 9834-9842（SCI, IF= 4.384）上。（相关链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la201943u）

　　图1. 基底的面化学修饰与金纳米粒子自组装示意及SEM图片

　　近年来，将贵金属纳米粒子如金组装成三维网络状多孔纳米结构已经引起越来越多的关注。这种组装体纳米材料具有较高的表面体积比和多孔的特点，在传感器、燃料电池、电化学、生物过滤、高级催化等领域都有潜在的应用价值。目前，三维网络状纳米结构的制备方法主要是金银合金法、应用软或硬模板的引导合成法和生物材料比如右旋糖酐和葡萄糖。但这些方法都包含用强酸或煅烧等手段去除牺牲金属或有机模板分子的步骤，这会带来环境污染问题。另外，在这些后处理步骤中，很难控制纳米结构的最终成分。

　　苏州医工所微纳技术研究室的张志强博士利用不同卤盐离子（F^–, Cl^–, Br^–, and I^–）在胶体金纳米粒子表面具有不同亲和力的特点来调节纳米粒子之间的相互作用力，从而控制金纳米粒子形成不同形貌的三维网络状结构（图2和图3）。此方法与其它手段相比具有简单、环保和高效等特点，为三维网络状多孔纳米结构的制备提供新的技术手段。相关成果已发表在ACS 的Langmuir 2014, 30(10), 2648-2659（SCI, IF= 4.384）上。（相关链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la4046447）

　　图2. 不同卤素离子对金纳米粒子形成三维海绵结构的机理

　　图3. 不同卤盐调控金纳米粒子形成的三维网络状结构SEM图片（图中标尺为100 nm）。

转载自http://www.sibet.ac.cn/xwdt/kyjz/201409/t20140905_4198314.html