Science:纤维素，给你想要的纳米棒！

一维纳米棒具有独特的尺寸和形貌效应，在新一代电子和传感器件构件领域应用广泛。自然界中，这种各向异性生长的材料不多，因此，如何按照认为意愿设计制备具有特定尺寸、形貌以及表面结构的纳米棒材料显得重要而又艰难。

 

常规控制之辈纳米棒的策略主要包括2种：1）利用具有线性孔道结构的分子模具；2）利用DNA分子作为模板。其中，第一种方法采用的氧化铝或者聚碳酸酯膜“模具”需要被后处理去除，模具孔径有限，限制了纳米棒的尺寸控制。第二种方法虽然能精确控制得到小到2 nm的纳米棒，但是DNA的溶解性阻碍其在不同溶剂体系的拓展应用。总之，纳米棒的普适性控制制备方法，仍然是一项重要的挑战！

 

 

 

图1. 纳米棒控制制备策略

 

有鉴于此，美国佐治亚理工学院林志群课题组报道了一种具有高度普适性的模板法。

 

 

图2. 机理示意图

 

Pang等人利用纤维素作为模板，综合了限域和表面控制的双重优势，构建了具有多区域隔离的微反应器，控制合成了多种尺寸、形貌和表面结构的纳米棒材料。

该方法的关键在于：将纤维素按照尺寸精确区分为具有不同长度的单个分子链，这些单个的纤维素分子链用作“洗瓶刷”结构的“脊柱”，指导形成纳米尺度的反应器。

 

 

 

图3. 纳米棒表征

 

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Xinchang Pang, Zhiqun Lin et al. 1D nanocrystals with precisely controlled dimensions, compositions, and architectures. Science 2016, 353, 1268-1272.