中空結構納米顆粒制備獲突破

具有中空結構的納米材料，由于其具備空腔、質輕等特殊性能，在器件制備、催化反應、存儲材料、生物醫用材料等方面具有獨特的優勢。在納米尺度范圍內，對材料進行尺寸和結構的*控制，制備中空納米材料，一直是材料學家所追求的熱點。但是由于材料結構的特殊性，中空納米結構的制備往往需要非常復雜的步驟，目標產物的單分散性和尺寸也難以*控制，因此制備的產量非常低，大都還局限在實驗室毫克量級的規模，這都成為制約中空納米材料應用的因素。

 

近日，在國家科技部“863”項目和“973”項目的大力支持下，由中科院理化所唐芳瓊研究員帶領的納米材料可控制備與應用研究組在具有中空介孔結構的“夾心二氧化硅”納米顆粒的制備方面取得了重要突破。這一研究成果發表在10月份正式出版的《先進材料》上（Adv. Mater. 2009, 21, 3804–3807）。審稿人評價該文章“為新型藥物載體的制備提供非常重要的信息”。該文章在《先進材料》5月份上網后，即在2009年6月Most Accessed通訊類文章中排名第三，引起納米材料學界的廣泛關注。

 

唐芳瓊研究員和她的研究組成員長期從事納米顆粒的可控制備及應用研究，積累了豐富的經驗和基礎。在球形二氧化硅納米顆粒制備方面，可制備出公斤級尺寸可控的單分散顆粒。在此基礎上，本研究中他們設計了具有“三明治”結構的有機無機雜化二氧化硅納米材料，通過自主研發的可控制備生長技術，經過一步法成功合成出一系列尺寸和結構可控的“三明治”復合顆粒，進一步采用刻蝕劑刻蝕掉中間層，得到具有中空結構，有可移動內核和外殼的夾心二氧化硅納米顆粒（Silica Nanorattle）。這種方法制備過程較為簡便，易于控制，顆粒尺寸可精細調變，外殼厚度和內核大小同樣可實現*控制，尤其是外殼還可以得到介孔結構，可以滿足不同的應用需求。該方法一次可以得到高達10克量級的單分散夾心二氧化硅納米顆粒，并有望進一步擴大產量。另外，通過選擇具有特殊功能納米顆粒如金納米顆粒作為內核，該方法還可以發展為一種通用的制備功能性夾心二氧化硅納米顆粒的方法。該研究的可規模化、可控的制備方法將推動中空納米材料制備方法的改進和應用。

 

目前，唐芳瓊研究員所帶領的團隊正致力于發展這種夾心二氧化硅納米顆粒的多方面應用。特別是將該夾心二氧化硅納米顆粒作為藥物載體進行藥物的緩控釋研究來治療腫瘤等惡性疾病，以大大提高化療藥物的利用率，降低毒副作用；將它作為微反應器制備貴金屬納米催化劑，以提高催化效率，提高催化劑的穩定性。