通訊單位：內(nèi)蒙古大學(xué) 復(fù)旦大學(xué)題目：Versatile synthesis of uniform mesoporous superparticles from stable monomicelle units全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41596-024-01073-0#Sec8作為納米級的模擬物，膠體納米粒子可被視為“人造原子”，并且可用于構(gòu)建許多有規(guī)則的納米組裝結(jié)構(gòu)（即多級納米超粒子）。自從該方法被報道，大量基于膠體納米粒子單元自組裝的功能超粒子已經(jīng)被廣泛研究。其中，軟物質(zhì)（如聚合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體、DNA和膠束）在合成多功能分層介孔超粒子方面，可作為構(gòu)建單元或結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的重點。特別是兩親性表面活性劑或嵌段共聚物膠束，作為超組裝構(gòu)建單元，由于其可調(diào)節(jié)的官能團(tuán)和可切換的化學(xué)組分，在構(gòu)建超結(jié)構(gòu)納米粒子（超細(xì)有機/無機納米雜化物、分層超粒子和介孔超結(jié)構(gòu)）方面，潛力巨大。但傳統(tǒng)方法中，聚合物單膠束的組裝基元常常熱力學(xué)不穩(wěn)定，使得組裝過程中容易發(fā)生相分離、聚集、相變等系列問題，使得合成的介孔材料常常結(jié)構(gòu)不規(guī)則，過程不可控、難以實現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的精確制備，對精準(zhǔn)合成化學(xué)的發(fā)展、高活性多孔粒子的開發(fā)、定量化探究構(gòu)效關(guān)系等限制明顯。當(dāng)前，如何實現(xiàn)多級、多尺度、規(guī)整的介孔超顆粒合成一直是課題研究的熱點和難點。尤其，對于如何實現(xiàn)孔道構(gòu)型、孔個數(shù)、孔維度、孔取向等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)控，一直是多孔材料制備和應(yīng)用領(lǐng)域的極致追求。基上背景，內(nèi)蒙古大學(xué)的趙東元院士、趙再望研究員、復(fù)旦大學(xué)李偉教授等人發(fā)明了一種“超穩(wěn)定”的聚合物單膠束組裝基元，并以此為組裝單元構(gòu)筑了多種分級介孔超顆粒。本文詳細(xì)介紹了基于超穩(wěn)定的聚合物單膠束，合成超小有機-無機雜化納米庫、分級有序“地球-衛(wèi)星型”超粒子和多級介孔超顆粒的詳細(xì)制備過程。這一方法能夠精確調(diào)控聚合物單膠束基元的數(shù)量和并對介孔超粒子的結(jié)構(gòu)：如介孔構(gòu)型、介孔個數(shù)、取向等精準(zhǔn)控制。同時證明了這些介孔超粒子優(yōu)異的機械抗壓特性和優(yōu)異電化學(xué)性能。相關(guān)工作以“Versatile synthesis of uniform mesoporous superparticles from stable monomicelle units”為題發(fā)表在Nature Protocols。首先，文中詳細(xì)介紹了超穩(wěn)定單膠束合成步驟，以及利用單膠束進(jìn)行超組裝或者多級組裝的詳細(xì)過程（圖1）。圖1. 基于超穩(wěn)定單束超組裝制備多功能超結(jié)構(gòu)納米粒子的示意圖 同時對以超穩(wěn)定的單膠束為基元合成超小有機/無機雜化納米顆粒制備方法和路線機制進(jìn)行了詳細(xì)的討論（圖2）。圖2. 以超穩(wěn)定單膠束為基元制備超小有機/無機雜化納米粒子的示意圖通過對超穩(wěn)定單膠束的表征結(jié)果分析，確定了單膠束的結(jié)構(gòu)為“核-殼-冠”三層結(jié)構(gòu)，并闡述了超小膠束/SiO2納米雜化顆粒的形成機理（圖3）。圖3. 聚合物單膠束及超小膠束/ SiO2雜化納米粒子的表征此外，通過以PS-PVP-PEO或PS-PAA-PEO超穩(wěn)定單膠束為基元，制備了多種組分可調(diào)的超小有機-無機雜化納米粒子，證明了該方法的高度普適性，并建立了超小有機-無機納米雜化納米粒子“圖書館”庫（圖4）。 圖4. 超小有機-無機納米雜化納米粒子“圖書館”的表征通過改變?nèi)抖喂簿畚颬S-PVP-PEO各嵌段分子量的大小，調(diào)控組裝基元的尺寸，實現(xiàn)對“核心-衛(wèi)星” 型SiO2@單膠束超粒子結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確控制（圖5）。 圖5. “核心-衛(wèi)星” 型SiO2@單膠束超粒子結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確控制最后，通過以不同維度、不同功能的納米粒子為組裝界面，實現(xiàn)單膠束的界面超組裝，構(gòu)建了多種具有特定結(jié)構(gòu)、特殊功能的分級“核心-衛(wèi)星”型超結(jié)構(gòu)納米粒子；同時，通過對結(jié)構(gòu)調(diào)控，合成了“核心-衛(wèi)星-衛(wèi)星”型多級超結(jié)構(gòu)粒子，實現(xiàn)了單膠束的“連續(xù)多次”有序超組裝，證明了該單膠束組裝方法的普適性和穩(wěn)定性（圖6）。 圖6. 單束超組裝方法構(gòu)建“核心-衛(wèi)星”和“核心-衛(wèi)星-衛(wèi)星”納米超結(jié)構(gòu)的普適性綜上，內(nèi)蒙古大學(xué)趙東元院士、趙再望研究員、復(fù)旦大學(xué)李偉教授等人通過對“超穩(wěn)定”聚合物單膠束的合成與生長機制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，同時證明了以此“超穩(wěn)定”單膠束為基元構(gòu)建超小有機-無機雜化納米顆粒、分級有序“地球-衛(wèi)星型”超粒子和多級介孔超顆粒的巨大潛力。本文中，超穩(wěn)定單膠束組裝方法在合成新型介孔材料方面良好的穩(wěn)固性和普適性，未來為新型功能納米材料的合成開辟新的道路，對于開發(fā)高性能功能納米粒子和定量化探究材料、孔結(jié)構(gòu)、表界面性質(zhì)與活性之間的構(gòu)效關(guān)系和潛在機制，奠定了堅實基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用價值。致謝：該論文獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金的支持。此外，因發(fā)展需要，內(nèi)蒙古大學(xué)趙東元/趙再望團(tuán)隊誠聘博士后，待遇豐厚（年薪35+，詳見官網(wǎng)），歡迎進(jìn)入團(tuán)隊工作，有意者可發(fā)送簡歷至趙老師郵箱（dyzhao@fudan.edu.cn），并抄送至趙再望老師（zwzhao@imu.edu.cn）。趙再望，內(nèi)蒙古大學(xué)，能源材料化學(xué)研究院，研究員，駿馬計劃B1 崗引進(jìn)人才，博士生導(dǎo)師。2013-2015年碩士期間在董帆教授課題組（國家杰青）從事光電催化研究；2015-2016年在香港教育大學(xué)Prof. Wingkei-Ho課題組任助理研究員；2016-2022年于復(fù)旦大學(xué)趙東元院士組攻讀博士、博士后；2022年7月加入內(nèi)蒙古大學(xué)能源材料化學(xué)研究院。近年來，主要從事介孔分級超顆粒的可控合成及能源應(yīng)用，主持了國家自然科學(xué)面上基金、青年基金、國家重點研發(fā)項目子課題、內(nèi)蒙古自治區(qū)“草原英才”、“內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金”等項目；發(fā)表論文60余篇，以通訊或第一作者在Nat. Protoc. (1), Sci. Adv. (1), J. Am. Chem. Soc. (4), Adv. Mater. (2), Environ. Sci. Technol.等期刊上發(fā)表論文30余篇，被引7600余次，單篇最高被引1700余次，1篇論文入選“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”，10余篇ESI高被引論文，h-index 35。現(xiàn)任 “Chem. Synth.”、“Chin. S. Chemis.”、“Polyoxometalates”等期刊青年編委。郵箱：zwzhao@imu.edu.cn。 
李偉，長江學(xué)者特聘教授，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系副主任，先進(jìn)材料實驗室副主任，主要從事多孔材料設(shè)計合成與應(yīng)用研究。于2008年在黑龍江大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，2013年在復(fù)旦大學(xué)獲博士學(xué)位（師從趙東元院士），后在韓國基礎(chǔ)科學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系從事博士后研究，2019年起任復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授，入選英國皇家化學(xué)會會士等，國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家，連續(xù)5年入選科睿唯安全球高被引科學(xué)家（2019－2023）。近5年，以通訊作者在Nature Rev. Mater., Nature Sustain., Nature Protoc., Sci. Adv., Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等上發(fā)表論文100余篇，全部論文被他引26000余次，H因子82。現(xiàn)任國際介觀結(jié)構(gòu)材料學(xué)會理事、中國青年科技工作者協(xié)會理事、中國化學(xué)會能源化學(xué)專業(yè)委員會委員、Natl. Sci. Rev.編輯工作組成員、Battery Energy副主編等，獲2020年國家自然科學(xué)一等獎（第二完成人）等獎勵。 
趙東元院士，中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士。主要從事介孔材料的可控合成及催化、能源、環(huán)境、生物應(yīng)用研究，發(fā)展合成了19種復(fù)旦大學(xué)命名的介孔材料及系列新組分、結(jié)構(gòu)的有序介孔材料，提出了一系列合成新方法體系，取得了國際公認(rèn)的開創(chuàng)性成果，發(fā)表SCI論文800余篇，包括Science, Nature, Nat. Mater., Nat. Chem., JACS, Angew, Adv. Mater等頂級期刊，被引12萬余次。獲國家自然科學(xué)一等獎、國家自然科學(xué)二等獎、何梁何利科學(xué)進(jìn)步獎、中國化學(xué)會-化學(xué)貢獻(xiàn)獎、中國分子篩成就獎等國內(nèi)外重要獎項，任國際介觀材料協(xié)會主席、ACS Central Science執(zhí)行編輯、National Science Review副主編等。現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院院長，復(fù)旦大學(xué)黨委常委、統(tǒng)戰(zhàn)部部長，內(nèi)蒙古大學(xué)名譽校長、能源材料化學(xué)研究院院長。郵箱：dyzhao@fudan.edu.cn。
