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華東理工大學(xué)林紹梁、靳海寶教授團隊AFM: 基于一維超薄類(lèi)肽納米帶的有機-無(wú)機納米復合材料用于光控化學(xué)-酶級聯(lián)催化

發(fā)表時(shí)間 :2024-08-07 作者 :高分子科學(xué)前沿 來(lái)源 :高分子科學(xué)前沿

有機-無(wú)機雜化納米復合材料結合了有機組分和無(wú)機組分的優(yōu)勢,通過(guò)對不同組分的精確控制,可產(chǎn)生許多獨特新穎的性能,在力學(xué)、儲能、催化、軟電子、傳感器、生物醫學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應用。在納米復合材料中,無(wú)機組分具有優(yōu)異的性能(即催化性能、電導率、光學(xué)性能和氧化還原活性),但往往具有較差的親水性和生物相容性,并且容易相互結塊,從而降低了它們的反應性,阻礙了它們的廣泛應用。有機組分具有高比表面積和豐富的結合位點(diǎn),可以有效地分離/分散無(wú)機材料,加速質(zhì)量傳遞過(guò)程,從而提高無(wú)機材料的性能。長(cháng)程有序一維超薄有機納米材料(UTONMs)由于其獨特的結構特征和優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì),是構建高性能雜化納米復合材料的有力基石。一維UTONMs的超高比表面積提供了豐富的反應/結合位點(diǎn),長(cháng)程有序納米結構為實(shí)現超快質(zhì)量/能量輸運提供了廣闊的平臺。然而,開(kāi)發(fā)刺激響應型的和超薄1D UTONMs仍然是一項極具挑戰的研究課題。

為了解決這一問(wèn)題,華東理工大學(xué)林紹梁教授靳海寶教授團隊首先精心設計并合成了一種三元兩親性交替偶氮類(lèi)肽,隨后通過(guò)溶液自組裝構建了1D超薄類(lèi)肽納米帶。利用類(lèi)肽的易功能化特性,將羧基引入類(lèi)肽納米帶表面用于均勻的負載鈀納米粒子(PdNPs),從而制備了基于PdNPs的有機-無(wú)機雜化納米復合材料。隨后評價(jià)了雜化納米復合材料在H2O2催化下,3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)氧化為oxTMB的光可控催化性能。結果表明,相比于裸漏的PdNPs,該復合材料的催化性能提升了5.4倍。該研究以題為“1D Ultrathin Peptoid Nanobelts-Based Organic-Inorganic Nanocomposite for Photo-Controllable Chemo-Enzymatic Cascade Catalysis”的論文發(fā)表在最新一期《AFM》上。

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這項研究工作基于團隊之前提出的一種側鏈共軛堆積組裝機理(Adv. Mater.?2024,?36, 2312724;?Sci. China Chem.?2024,?67, 1680; Macromolecules?2024, 57, 5892-5901;?Sci. China Chem.?2022,?65, 2444),構建了厚度2.2 nm,長(cháng)度數十微米的長(cháng)程有序的一維類(lèi)肽納米帶。納米帶在紫外光和可見(jiàn)光的交替照射下,可實(shí)現從納米帶到納米球的可逆結構轉變。由于其良好的光響應特性和均勻分散的特點(diǎn),所制備的有機無(wú)機雜化納米復合材料可作為化學(xué)酶級聯(lián)催化的高效催化劑。

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