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  近日，華東理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院曲大輝研究組在基于納米粒子動(dòng)態(tài)自組裝的多穩(wěn)態(tài)催化劑研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

  受生命體中刺激響應(yīng)性酶催化的啟發(fā)，近年來如何利用超分子化學(xué)作用力動(dòng)態(tài)可控的優(yōu)勢(shì)構(gòu)建人工有機(jī)、無(wú)機(jī)可轉(zhuǎn)換催化劑受到了廣泛關(guān)注。此前，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種通過超分子主客體作用控制二氧化鈦納米粒子自組裝，從而實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)二氧化鈦光催化劑的策略。

  在這項(xiàng)研究中，研究人員進(jìn)一步引入了醛基修飾的金納米粒子，將其與氨基修飾的二氧化鈦納米粒子在水溶液中混合，通過在單個(gè)體系中同時(shí)引入酸堿響應(yīng)的希夫堿動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵以及葫蘆[6]脲—銨鹽主客體結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同pH條件下兩種納米粒子的選擇性自組裝過程。

  同時(shí)，這三種處于穩(wěn)態(tài)的納米粒子體系具有完全不同的光催化活性，其催化活性分別被動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵控制的金—二氧化鈦肖特基能壘以及主客體非共價(jià)鍵控制的活性催化表面共同控制，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)體系的光催化活性在“高活性”“正常活性”以及“非活性”三個(gè)穩(wěn)態(tài)的pH控制的可逆轉(zhuǎn)換。

  這項(xiàng)工作首次實(shí)現(xiàn)了三穩(wěn)態(tài)人工可轉(zhuǎn)換納米粒子催化劑，為構(gòu)建多穩(wěn)態(tài)人工可轉(zhuǎn)換催化劑提供了新策略，同時(shí)其獨(dú)特的pH響應(yīng)性、二氧化鈦的光動(dòng)力學(xué)治療、金納米粒子的光熱效應(yīng)等特性為這個(gè)體系在很多智能材料領(lǐng)域的潛在應(yīng)用提供了保障。