通过改性硅烷实现的高精度DNA纳米结构模板化硅化

《Journal of the American Chemical Society》：High-Precision DNA Nanostructure-Templated Silicification via Modified Silanes

DNA纳米技术模板制备的DNA-硅复合物（DSCs）通过有机铝氧硅烷（OASs）调控实现纳米级壳层厚度控制与高单分散性提升。

　　

结构DNA纳米技术能够精确且灵活地制造出具有复杂几何形状和功能的纳米材料。作为代表性的混合材料，DNA-二氧化硅复合材料（DSCs）在纳米光子学和纳米电子学等新兴领域展现出显著的应用潜力。然而，在利用DNA纳米结构模板进行二氧化硅化过程中，实现对二氧化硅壳层厚度的精确控制仍然是一个重大挑战。本研究探讨了不同取代基类型和数量的有机烷氧硅烷（OASs）对DNA模板诱导的二氧化硅化过程的影响。我们发现OAS前体上的取代基数与最终形成的二氧化硅壳层厚度之间存在负相关关系，从而实现了纳米级厚度控制。与传统四乙基正硅酸盐（TEOS）相比，经过改良的OAS变体显著降低了二氧化硅壳层厚度，同时提高了DSCs的单分散性，在24小时反应后其单分散性可达到76.7%。此外，取代基的立体占据率与DSCs的单分散性之间存在正相关关系。我们的方法还有效拓展了DSCs的表面功能多样性。这些进展为DSCs在纳米制造、光子晶体工程及跨学科领域中的应用提供了重要的基础支持。