近日,華東理工大學材料科學與工程學院施劍林教授和李永生教授帶領的低維材料化學課題組在新型介孔材料研究方面取得新的進展,相關研究結果分別以研究論文(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201400815/pdf)和綜述論文(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201305319/pdf )在“Advanced Materials”在線發表。
以“Monodispersed and Ordered Large-Pore Mesoporous Silica Nanospheres with Tunable Pore Structure for Magnetic Functionalization and Gene Delivery”為題的研究論文,是青年教師牛德超博士繼去年在“Advanced Materials”(2013, 25, 2686-2692)發表論文后,又一篇以第一作者完成的高水平論文。在本研究工作中,他們巧妙地利用兩親性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸可作為介孔材料模板劑這一特性,同時引入小分子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨作為結構導向劑,通過采用自組裝技術與溶劑熱工藝相結合的新方法,成功地制備出一類兼有超大孔徑和有序介孔孔道的新型納米介孔材料,最大孔徑可達17 nm,該類材料在功能性納米粒子裝載以及基因輸運方面展現出良好的應用前景。此外,他們還發現,通過調控體系中結構導向劑的濃度,可以有效地實現對該大孔體系孔徑、孔結構以及形貌的調節。
需要特別指出的是,三位審稿人對該研究工作均給予了高度的評價,認為該研究工作突破了目前介孔納米球材料在保持其有序結構不被破壞的前提下孔徑無法擴大的瓶頸,而且這種新穎的制備大(介)孔納米球的方法將大大拓寬介孔材料在生物醫藥領域的應用范圍。
圖片說明: 具有大孔結構的新型介孔材料的在不同放大倍數下的掃描電鏡照片(上圖),以及在功能性納米粒子(左下圖)和基因(右下圖)擔載方面的初步應用。
圖片說明:空心介孔球(A)、空心介孔球用于催化劑載體(B)、藥物與基因輸運系統(C)示意圖
近年來,該課題組在介孔材料的設計、可控制備及生物、催化應用方面開展了大量的研究工作,取得了一系列研究成果,發表的論文包括J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15144; J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3446; Chem. Commun. 2011, 47, 2101; Chem. Commun. 2011, 47, 9459;ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 9942等。鑒于他們在介孔材料領域取得的多項創新性研究成果,應“Advanced Materials”編輯部邀請撰寫了題為“Hollow-Structured Mesoporous Materials: Chemical Synthesis, Functionalization and Applications”的長篇綜述文章,由李永生教授和施劍林教授共同完成。該文系統地闡述了空心結構介孔材料的設計與合成策略、功能化途徑及在吸附分離、催化和生物醫藥等領域的應用價值,并對其發展趨勢和應用潛力給予了展望。
該工作得到了國家重大研究科學計劃(“973”),國家自然科學基金重點、面上和青年基金的資助。
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