DNA编程控制的纳米粒子组装体中的奥斯特瓦尔德熟化现象

《Nature Communications》：DNA-programmed galvanic Ostwald ripening in nanoparticle assemblies

　　

摘要

纳米粒子的奥斯特瓦尔德熟化现象是指较大粒子以较小粒子为代价而生长，这一过程通常由热力学驱动，且难以控制。在此，我们报道了一种基于接触作用的局部电化学奥斯特瓦尔德熟化机制，该机制可将纳米粒子的奥斯特瓦尔德熟化转化为可用于纳米制造的程序化工具。通过利用DNA折纸技术精确控制粒子间的距离，我们发现银会在金种子上均匀生长，直到纳米粒子发生电接触，进而由于尺寸相关的电化学势差而引发不对称熟化。通过调控纳米粒子接触的时间和位置，我们可以引导熟化过程，从而创造出具有优异等离子体特性的异质纳米粒子结构。在本研究中，我们阐明了纳米粒子簇中银呈现异质生长的原因，并提出了用于设计具有预定形态的不对称纳米结构的原则，这既推动了胶体纳米科学的发展，也有助于等离子体器件的制造。