众所周知，纳米材料往往体现出与宏观本体材料迥异的性能。其中，具有空心结构的零维纳米材料不仅具有更大的比表面积，可进一步节省材料的投入，同时也表现出优异的特性。空心零维纳米材料目前主要利用奥斯特瓦尔德熟化法（Ostwald ripening）、柯肯达尔效应法（Kirkendall effect）、电化学置换法（Galvanic replacement）制备，然而这几种方法往往仅适用于一些特殊体系，所制备的纳米结构也不可控。合成结构明确的空心纳米结构是目前最具挑战性的课题之一。
空心贵金属原位合成的示意图。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
最近，美国佐治亚理工学院的林志群教授和华南理工大学的张广照教授实验室合作，以一种结构独特的星型两亲性三嵌段共聚物为纳米反应器，原位制备了空心零维纳米材料，特别是空心结构的内外径可以根据共聚物链段的长短进行精确调控。他们以贵金属为例，证明该方法在制备空心纳米结构方面具有普适性。
具有不同尺寸空心纳米材料的透射电镜形貌图。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
作者随后详细研究了空心结构和实心结构贵金属纳米材料的光学性质，并结合实验结果，采用有限元法进行模拟，深入探讨了光学性质变化的原因，揭示了其随空心结构内外径变化的规律。
具有不同尺寸空心纳米材料的光学吸收图谱。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
最后，作者利用合成的空心纳米材料进行分子装载/释放实验。结果表明，空心纳米材料可以作为一种有效的纳米载体，结合在近红外区的光学吸收，所合成的空心纳米材料有望在将来应用于表面拉曼增强、催化、医学等领域。
利用空心纳米材料作为纳米载体进行分子转载/释放实验。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
该研究成果近期发表在Journal of the American Chemical Society上，文章的第一作者为两校联合培养的博士生陈亦皇。
该论文作者为：Yihuang Chen, Di Yang, Young Jun Yoon, Xinchang Pang, Zewei Wang, Jaehan Jung, Yanjie He, Yeu Wei Harn, Ming He, Shuguang Zhang, Guangzhao Zhang and Zhiqun Lin
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Hairy Uniform Permanently Ligated Hollow Nanoparticles with Precise Dimension Control and Tunable Optical Properties
J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 12956, DOI: 10.1021/jacs.7b04545
导师介绍
张广照
http://www.x-mol.com/university/faculty/14854
林志群
http://www.x-mol.com/university/faculty/39485
课题组链接
http://nanofm.mse.gatech.edu/index.html
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