高分辨率成像与分子动力学模拟揭示纳米晶体配体壳层中斑块状结构的普遍性

《Communications Chemistry》：Supramolecular structuring of nanoparticle ligand shells revealed by liquid-phase AFM

　　摘要聚合物接枝是纳米晶体（NC）配体壳层的普遍组成部分，赋予其生物相容性和胶体稳定性等关键功能。尽管已有多种技术用于阐明接枝到纳米晶体表面的聚合物链的超分子结构，但其中只有少数能够提供配体壳层在实验相关条件下的完整图像（例如，低聚合物密度、各种溶剂环境）。在这里，我们结合高分辨率原子力显微镜成像和粗粒化分子动力学模拟，直接对空气中的水和空气中的单个银纳米晶体上的接枝聚合物进行成像，以更好地理解决定配体壳层结构的配体-溶剂相互作用。对于不良溶剂条件下的疏水接枝，接枝物会自缔合形成斑块状壳层，这与先前报道一致。然而，对于良好溶剂条件下的亲水接枝，这种斑块状形貌持续存在，甚至在聚乙二醇功能化的纳米晶体（即PEG化）的水溶液中也被观察到。在组装的纳米晶体中也能观察到聚合物结构化现象，形成跨越斑块的聚合物桥。这些出乎意料的结果表明，表面斑块状可能在胶体纳米晶体体系中比先前假设的更为普遍，这种表面异质性可能在控制纳米晶体的集体现象（如自组装）中发挥重要作用。