近日，中科院大連化學(xué)物理研究所楊啟華研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在納米反應(yīng)器的制備與應(yīng)用方面取得新成果。相關(guān)結(jié)果以研究通訊的形式發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志上(Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(36), 9164–9168.)，并被選為當(dāng)期的“熱點(diǎn)論文”。
在自然界中，化學(xué)轉(zhuǎn)化往往以串聯(lián)反應(yīng)的形式在限域的空間內(nèi)完成，這種限域的空間可以是幾個(gè)納米的酶也可以是微米級(jí)的細(xì)胞。受自然界的啟發(fā)，化學(xué)家嘗試構(gòu)建各種微/納米反應(yīng)器，以期能夠?qū)崿F(xiàn)高效和連續(xù)的化學(xué)轉(zhuǎn)化。楊啟華研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組多年來(lái)在微/納米反應(yīng)器的合成和催化應(yīng)用方面開(kāi)展研究工作，發(fā)展了有機(jī)硅源輔助溶解無(wú)機(jī)氧化硅的制備“蛋黃-蛋殼型”納米反應(yīng)器的新方法(Chem. Mater., 2011, 23, 3676)，向核-殼氧化硅的合成體系中添加有機(jī)硅源，可以在構(gòu)建有機(jī)氧化硅外殼的同時(shí)誘發(fā)無(wú)機(jī)氧化硅的溶解，從而形成“蛋黃-蛋殼型”納米材料。
最近，該研究組基于前期的研究進(jìn)展，通過(guò)引入氧化硅犧牲層，實(shí)現(xiàn)了不同無(wú)機(jī)氧化硅層的選擇性溶解，得到具有蛋黃-蛋殼型結(jié)構(gòu)的納米材料。與其它制備方法相比，該方法可以在核或殼的形成過(guò)程中可控引入不同的功能基團(tuán)，從而選擇性地對(duì)材料的核或殼進(jìn)行功能化。基于以上方法，該研究組成功制備了具有堿性核和酸性殼的“蛋黃-蛋殼型”納米反應(yīng)器，并且通過(guò)表征證實(shí)了酸、堿基團(tuán)是分別分布在材料的殼和核上。該納米反應(yīng)器在Deacetalization– Henry串聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)出高活性、高選擇性和穩(wěn)定性。很多具有后修飾潛能的功能基團(tuán)(-NH2, -SH等)和納米粒子(Pd, Pt等)可以被精確的引入到材料的核或殼中。
可以預(yù)見(jiàn)，該方法可實(shí)現(xiàn)不同種類活性組分(比如聚合物、酶等)的精確定位，為制備多功能的納米反應(yīng)器提供了一個(gè)有效途徑。
Materials Views China雜志以“具有堿性核和酸性殼的納米反應(yīng)器”為題，對(duì)該研究工作作了專門評(píng)述，高度評(píng)價(jià)了該研究工作的意義。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和973項(xiàng)目的資助。
納米反應(yīng)器研究取得進(jìn)展