Janus("兩面神")納米粒子（JNPs）是由物理和化學性質不同(通常性質相反)的兩個或多個組分構成的不對稱結構的納米材料。JNPs的不同組分可具有不同的表面親/疏水性、磁性、光學特性、電學特性等性能，具有多功能、易修飾的優點；同時不同部分的特性有助于改善整體的化學和物理特性，以滿足特定的應用需求，而納米尺度的粒子又具有高比表面積的優勢，在油水乳化、催化劑載體和藥物輸送等領域具有廣闊前景。然而，現今許多與JNPs有關的研究是基于實心顆粒的研究進一步發展的，但是空心顆粒因其具備裝載和攜帶藥物的能力比實心顆粒在生物學和醫藥學等領域更具優勢。因此，研究和設計含空心結構的JNPs是具有巨大的研究價值和應用潛力的。
浙江工業大學王建黎教授課題組通過聚合誘導自組裝法（PiSA）制備交聯囊泡PDMA37-b-PBzMA200-PEGDMA，合成路線如圖1所示。再將交聯囊泡作為種子，苯乙烯作為單體，采用二次聚合相分離法制備JNPs，并通過改變種子的交聯度、溶脹比和反應時分散介質的組成，制備出 “栗子形”、“雪人形”、“啞鈴形”和“荔枝形”JNPs，如圖2a所示。
圖1 交聯囊泡PDMA37-b-PBzMA200-PEGDMA的合成路線
交聯囊泡的二次聚合的機理如圖2b所示：當交聯囊泡種子分散在連續相中，在加入溶有AIBN的苯乙烯單體后，疏水性單體（苯乙烯）液滴吸附在交聯種子表面并向囊泡疏水核層擴散。升高溫度后，反應混合物的粘度降低，單體和低聚物分子的流動性提高，聚合物鏈的弛豫率增加，溶脹的聚合物網絡在加熱后立即收縮，驅使單體和低聚物分子進一步從囊泡層排出，形成一個或多個微相區，并在引發劑存在下，進一步聚合成聚合物小突起
圖2 各向異型JNPs的制備過程和機理的示意圖
圖 3 不同交聯度的囊泡制備的JNPs的TSM圖.交聯度分別為 (a) 0
(b) 5% (c) 10% (d) 15% (e) 20%。(f)交聯度從5%～15%變化時，
JNPs從“栗子形”結構到“雪人形” 結構的形態演變示意圖。
圖 4 交聯度為15%的交聯囊泡在不同溶脹比=mst/mvesicle的條
件下制備的JNPs的TSM圖。溶脹比分別為(a) 3(b) 5 (c) 10
(d) 20。其中所有的反應在水中進行，比例標尺為400nm
圖 5 在不同的水/醇質量比的分散介質中制備的異型JNPs的TSM圖。水/醇質量比
分別為(a1) 10/0 (b1)7/3 (c1) 3/7 (d1) 0/10。 (a2)、(b2)、(c2)、(d2)分別為
(a1)、(b1)、(c1)、(d1) 對應的局部放大圖。(e) 是分散介質組成從
水介質變到乙醇介質時,制備的JNPs顆粒的形態演變的示意圖。
需特別說明的是：如圖3a和3e所示， (a)中的囊泡和聚合物完全相容，囊泡結構消失，是因為囊泡的聚合網絡未交聯，溶脹過程中被溶解導致的；（e）中的圖像中出現游離的聚合物微球是因為20%交聯度的囊泡溶脹速率過慢，使部分苯乙烯單體未溶脹進入囊泡內殼（PBzMA）中，游離單體聚合成微球。如圖4d 所示，過量的單體分散在水相中，聚合形成聚苯乙烯小微球。與此同時，存在由兩個種子和一個新相粒子組成的雙片狀的顆粒，這可能是過量的單體聚合導致的團簇現象。
以上相關成果以Shape-tunable polymeric Janus nanoparticles with hollow cavities derived from polymerization induced self-assembly based crosslinked vesicles為題發表在《ChemCOmn》，該論文的通訊作者為浙江工業大學王建黎教授，第一作者為浙江工業大學黎姍姍講師。
原文鏈接：http://dx.doi.org/10.1039/d1cc06966g 王建黎教授的郵箱：wangjl@zjut.edu.cn。團隊網址：http://m.jrdgc.com/ss/wangjianli/index.html。
相關進展：
(1) RAFT/MADIX聚合誘導自組裝制備聚(離子液體)納米粒子
http://dx.doi.org/10.1039/c7py01273j
(2) 在由三維網絡捕獲銀納米粒子組成的薄膜中高效和連續的化學轉化https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121456
(3) 高效可回收的Pickering磁性界面生物催化劑：在生物柴油生產中的應用
http://dx.doi.org/10.1039/d0gc03527k