利用具有高度普适性的纳米化学反应，实现自动化台式合成包含超过一千万亿个成员的核心@多壳层纳米粒子库

《ACS Nano》：Automated Benchtop Synthesis of a Quadrillion-Plus Member Core@Multishell Nanoparticle Library Using a Massively Generalizable Nanochemical Reaction

纳米材料自动化合成平台通过单一反应条件生成超651万亿种核壳型稀土氧化物氯化物纳米颗粒，并利用计算机系统实现梯度组成、发光掺杂和高熵固溶体构建。

　　

计算预测能力的迅速发展使得许多先前未知的潜在材料被发现，其中包括数百万种固态化合物以及具有复杂组成和形态的纳米颗粒。为了加速这些块状和纳米级材料的实验验证，人们正在开发自动化工作流程。对于胶体纳米颗粒，这类策略主要集中在组成简单的系统上，部分原因是化学反应的普遍性存在局限，以及自动化装置与主流实验室方法之间的不兼容性。因此，理论上可存在的材料与实际可合成材料之间的差距正在迅速扩大。在这里，我们使用了一个简单的自动化平台，通过一组反应条件实现了高度通用性的反应，能够生成超过651千万亿种不同的核@多层纳米颗粒。作为战略性的模型系统，我们选择了一类七种同构层状稀土（RE）氧氯化物化合物 REOCl（RE = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy），这些材料是众所周知的二维材料，具有与组成相关的光学、电子和催化性质。通过将计算机驱动的业余级泵系统与实验室规模的合成装置相结合，我们可以在 REOCl 纳米颗粒的核心上按任意顺序生长多达20层 REOCl 层。通过编程试剂注入顺序，我们可以引入组成梯度、发光掺杂剂以及高熵固溶体，从而将材料库的覆盖范围扩展到几乎无限的程度。我们还利用 ChatGPT 在预定义的约束条件下随机选择了几种核@多层纳米颗粒的目标，然后指导自动化装置进行合成。该平台结合了高度通用的纳米化学反应和实验室规模的自动化合成技术，非常适合直接集成到自主材料发现工作流程中，通过高效的合成将预测结果转化为实际成果。