Nature子刊：模块化组装超结构！

超结构组装，往往是通过非共价作用，实现体系能量的最小化。这些超结构由于独特的结构特性，具有独特的光、电、力、磁等性能。

有鉴于此，Frank Caruso课题组及其合作者报道了一种基于多酚表面功能化的模板法，实现了超结构组装从纳米到厘米尺度的跨越。

 

图1. 像堆积木一样实现模块化超结构组装

 

Guo等人得到了利用纳米颗粒、纳米线甚至细胞，组装得到了卫星式、中空、多级模块化的超结构。这种组装方法主要包括2个步骤：

1）将多酚功能化的结构单元组装在更大的模板上；

2）基于金属配位实现颗粒间相互作用的固定。

其中，多酚能通过共价或非共价作用与多种表面结合，在整个过程中作为重要的吸引力；而静电排斥力在此起到排斥作用。

 

这种普适性的组装方法实现了至少15种不同尺寸、形貌、组分以及功能的代表性基础材料（聚合物颗粒、金属氧化物、线、贵金属纳米颗粒，上转换纳米颗粒，配位聚合物纳米线、纳米片、纳米立方体、细胞等）的超结构组装。

 

图2. 模块化组装不同尺度的超结构

图3. 模块化组装超结构的结构可调性

 

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1. Junling Guo, Frank Caruso et al. Modular assembly of superstructures from polyphenol-functionalized building blocks. Nature Nanotechnology 2016.

2. Nicholas A. Kotov. Superstructures simplified. Nature Nanotechnology 2016.