《JACS》：神奇鏈端功能化聚合物，用於精準製備<2 nm的納米簇陣列

納米團簇(nanoclusters)是由少於300個原子組成的直徑小於2 nm的亞微觀聚集體。由於此粒子呈現出離散的分子軌道和具有較高的表面積/體積比，在催化、光學和磁性等領域通常表現出優越的性能。儘管通過控制成核生長過程、本體液相製備和納米反應器合成等方法可用於製備原子數目精確的納米團簇，然而到目前為止，

直徑小於2 nm的亞納米簇陣列的製備方法尚未被報道。精準控制亞納米簇粒子的尺寸和組成等相關特性將為納米材料在光學傳感和生物醫學成像等研究領域開闢新道路。為此，研究者們試圖使用聚(環氧乙烷)-b-聚(2-乙烯吡啶) (PEO-b-P2VP)納米反應器,通過降低金屬負載或反應器的體積的方法來製備直徑小於為2 nm的亞納米簇粒子。但是，當納米反應器的體積非常小時，由於金屬前驅體在PEO-b-P2VP中的不均勻分散，使得各反應器之間的金屬前驅體含量變化非常大，最終導致所製備的顆粒分佈非常不均。

針對以上難題，近日，美國西北大學Chad A. Mirkin教授設計併合成了一種新型的卟啉封端的PEO，通過固定每個聚合物鏈的金屬原子數量，製備了超細且分佈均勻的納米顆粒。實驗結果證明藉助浸蘸筆納米加工刻蝕技術(DPN)，以Pt2+負載的聚合物為“墨水”，可系統地控制納米反應器的體積，最低可達10-24L；此類體積微小的納米反應器可通過熱退火轉化為尺寸為1 ~ 5 nm的Pt納米顆粒；此外，以Cu，Ni和Pt分別負載後的聚合物的混合物為“墨水”，可製備二元和三元超細合金顆粒。利用卟啉封端的PEO製備此納米陣列的策略為以特定位點的方式獲取新型納米結構開闢一條新的途徑。該研究成果以題為“Chain-End Functionalized Polymers for the Controlled Synthesis of Sub‑2 nm Particles”的論文發表在《Journal of American Chemical Society》上(DOI:

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c02244)。