Alternating Copolymerization of Inorganic Nanoparticles

共聚物 纳米颗粒 化学 纳米尺度 纳米结构 单体 聚合物 序列(生物学) 纳米技术 缩聚物 分子识别 分子 高分子化学 材料科学 有机化学 生物化学
作者
Chenglin Yi,Yiqun Yang,Zhihong Nie
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (19): 7917-7925 被引量:73
标识
DOI:10.1021/jacs.9b02316
摘要

Nanoparticle self-assembly has emerged as an indispensable tool in designing structured materials with a wide range of applications, but quantitatively predicting the assembly process and structures still remains challenging. Drawing inspiration from the toolbox of molecular reactions and behaviors is of utmost importance in further advancement of principles and theories for assembling nanoparticles at a length scale orders of magnitude larger. Here we represent a general paradigm for the predictive self-assembly of binary inorganic nanoparticles into linear nanostructures in periodic sequence by expanding the horizon of alternating copolymerization at the molecular level to nanoscale colloidal systems. Nanoparticles grafted with reactive block copolymers are viewed as nanoscale monomers ("nanomers"), and the rapid dimerization of co-nanomers into molecular dipole-like dimers, resembling the preferential formation of dimeric intermediates or charge-transfer complexes from co-monomers in molecular copolymerization, is crucial to the organization of co-nanomers in alternating sequence. We also demonstrate that the classic kinetics and statistics of polycondensation of molecular alternating copolymers (e.g., Nylon-66) can be utilized to quantitatively predict the copolymerization process of nanomers.
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