一年狂发4篇Science,子刊无数,这位五院院士了解一下!


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纳米人编辑部对2019年国内外重要科研团队的代表性重要成果进行了梳理,今天,我们要介绍的是美国科学院院士、美国工程院院士、美国医学院院士、美国艺术与科学院院士,中国科学院外籍院士,美国西北大学化学系、医学系以及材料工程系Chad A. Mirkin教授

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Chad A. Mirkin教授是纳米科学与技术、生物医学工程等领域的国际顶尖专家。他在球形核酸分子的合成与应用、蘸笔纳米印刷术以及超分子化学领域都取得了非常显赫的原创性科技成就并对这些领域的发展产生了深邃的影响。

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Chad A. Mirkin课题组主要研究领域包括:

1. 球形核酸

2. 各向异性纳米结构

3. 可编程纳米材料

4. 蘸笔纳米印刷

5. 有机金属化学

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下面,我们简要总结了Chad A. Mirkin教授课题组2019年部分研究成果,供大家交流学习。

1)仅限于通讯作者文章,以online时间为准。

2)由于学术有限,所选文章及其表述如有不当,敬请批评指正。

以下篇幅分六个部分展开

Part Ⅰ 3D打印

Part Ⅱ 纳米合金合成

Part Ⅲ DNA可编程纳米技术

Part Ⅳ 核酸技术与细胞蛋白质工程

Part Ⅰ 3D打印

1. Science:流动液体界面实现快速、大规模3D打印

3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,然而,受打印速度、产量和分辨率的限制,目前仍未大规模应用。

有鉴于此,美国西北大学Chad A. Mirkin等人近日设计开发了一种用于聚合物组分的立体凹版三维打印方法,该方法使用一个移动的液体界面(一种氟化油)来减少界面和打印对象之间的粘附力,从而允许一个连续的、快速的打印过程,而不考虑聚合物前驱体,连续的垂直打印速率超过每小时430毫米,并且打印了由硬塑料、陶瓷前体和弹性体制成的材料。该工作是3D打印技术的革命性突破!有利于推动3D打印技术的应用。

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David A. Walker, James L. Hedrick, Chad A. Mirkin. Rapid, large-volume,thermally controlled 3D printing using a mobile liquid interface. Science,2019.

https://science.sciencemag.org/content/366/6463/360

Part Ⅱ 纳米晶合成

2. Science:七种元素把合金进行到底!

随着多相,多元纳米颗粒的发展趋向于更大的组成多样性和结构复杂性,理解如何在一个粒子中建立特定类型的界面,对于设计新型功能性纳米结构至关重要。目前,合成多元纳米异质结的策略很多,但是对于其中的热力学相仍然知之甚少,对于为什么形成特定结构,表面和界面能量在控制形成特定结构中的所起的作用尚不明了。

有鉴于此,美国西北大学Chad A. Mirkin团队报道了一种七元合金的相和界面的控制合成策略,揭示了表面和界面能量之间的平衡如何影响相和界面结构。研究人员使用扫描探针嵌段共聚物光刻(SPBCL)技术,基于Au,Ag,Cu,Co, Ni五种元素,在纳米反应器中与PdSn合金系统性构建形成多元金属纳米颗粒数据库。研究表明,三相纳米粒子具有两个或三个界面结构,四相纳米粒子表现出多达六个界面。这项研究为多元异质结的构建提供了更系统的理论指导,为金属纳米异质结在催化、电子器件等领域的应用提供了更多借鉴。

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Peng-Cheng Chen, Chad A.Mirkin et al. Interface and heterostructure design in polyelementalnanoparticles. Science 2019, 363,959-964.

http://science.sciencemag.org/content/363/6430/959

3. Science:二十四面体高指数晶面纳米颗粒合成普适性策略

美国西北大学Chad A.Mirkin团队在硅晶片上合成了由铂(Pt),钯,铑,镍和钴组成的二十四面体颗粒(约10至约500nm)以及双金属组合物,并且在无配体的催化载体上实现了合成,通过固态反应使用微量元素[锑(Sb),铋(Bi),铅或碲]来稳定高指数面,。模拟和实验都证实了这种方法稳定了{210}平面。

对PtSb体系的研究表明,二十四面体形状是由Sb从初始合金中蒸发去除产生的 ,形状调节过程与溶液相,配体依赖性过程根本不同。通过采用Bi转化成二十四面体颗粒后,在商用Pt/C催化剂电氧化甲酸的固定电位下,其电流密度增加了20倍。



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