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金纳米粒子是一种重要的功能性无机纳米粒子,具有独特的物理和化学性能,被广泛应用在电子学、光学、生物标记、生物与化学传感、药物输送等领域。现阶段,对于金纳米粒子的研究大都是基于单个金纳米粒子的纳米效应,与单个金纳米粒子相比,金纳米粒子的组装体由于聚集效应、协同效应等而具有更加奇特的理化性能,这些特性在电子学、等离子学、传感器和表面增强拉曼散射(SERS)等方面具有更加优异的潜在应用前景。对于胶体金纳米粒子,使用表面活性剂、有机硫醇或大分子等物质完全或部分替代原来的配体分子层,调节纳米粒子间的相互作用模式,是目前构筑各种金纳米粒子超结构,实现金纳米粒子组装的最常用和有效的方法。大分子修饰的金纳米粒子的自组装依赖于表面接枝的聚合物分子刷之间的相互作用,然而这些聚合物链的无规分布会对组装的实现产生影响,所以制备过程可控、结构规整的组装体是该领域研究的一大挑战。 该课题组研究利用“graft-to”法,首先将亲水性大分子和可引发聚合的小分子修饰到金粒子的表面,然后在均相溶液中,利用原子转移自由基聚合(ATRP)法,通过选择合适的单体在金纳米粒子表面引发聚合反应,利用金粒子表面已有聚合物分子的“self-adaptive”(自适应)调节,一步法高效率实现了双亲性金纳米粒子的制备与高级组装,实现了一维金纳米粒子链的构筑。实验成功的将具有各向同性的金纳米粒子组装为具有各向异性的一维超粒子组装体。本论文研究的主要内容如下: 1:金纳米粒子表面引发单一单体N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)聚合,构筑金纳米粒子组装体的研究。在修饰上了引发剂的金纳米粒子表面引发单体MBA聚合,利用MBA两端带有的双键的特性,成功将粒径分别为14nm、60nm的实心金纳米粒子以及空心金纳米粒子串联成金纳米粒子链。 2:金纳米粒子表面引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)与MBA聚合,构筑金纳米粒子组装体的研究。在修饰上了引发剂的14nm金纳米粒子表面引发两种单体发生聚合反应,在两种单体的共同作用下,成功构筑了一维金纳米粒子链,并探究了两种单体不同摩尔比对不同链交联程度的影响。 3:双亲性金纳米粒子的可控组装及对荧光小分子物质包埋量的探究。将荧光分子(C19H19ON2BF2)与双亲性金纳米粒子(Au@PEG/PS)一起,通过膜的再水化法对其进行自组装,使荧光分子进入组装体囊泡,实现双亲性纳米粒子对荧光分子的包埋,并通过荧光强度的变化检测了金纳米粒子囊泡对荧光分子的包埋效率。