Janus粒子的制备及功能化应用

Janus粒子是指表面具有两种或两种以上不同化学组成或性质的不对称粒子,目前Janus粒子的制备方法仍在发展中,同时也逐渐形成了Janus粒子在生物医药、催化、材料以及防污等领域功能化应用的研究重点。本文从Janus粒子制备和应用两个方面方法来介绍Janus粒子的研究进展。制备方法主要包括表面选择性修饰法、晶种生长法、微流控法、嵌段共聚物自组装法和电化学沉积法等。应用方面则着重介绍了Janus粒子在生物医药、界面催化、表面活性剂、复合材料、微米马达和防污等方面的功能化应用,并对Janus粒子未来的发展趋势做了展望。     

非对称性Janus粒子的制备与可控组装

古罗马的双面神(Janus)常被用来描述具有两种不同化学结构或性质的不对称粒子, Janus粒子由于自身的特殊性能在药物载体、电子器件和乳液稳定等方面表现出良好的发展势头, 其应用前景日益受到人们的重视. 目前, Janus 粒子作为基本的组装基元受到越来越多的关注, 相关组装方法也被广泛地研究, 包括本体组装、界面组装和外界驱动力调控等, 特别是Janus 粒子的双亲修饰与功能化. 本文综述了现今Janus 粒子制备方法及对其进行修饰组装的最新研究进展, 详细讨论比较了一步合成法、聚合物自组装法和晶种直接生长等方法的特点及差异, 并对一些新型功能Janus粒子的设计及潜在的应用前景进行了展望.     

Pickering乳液模板法制备Janus粒子

本文以SiO₂粒子稳定的水包油(O/W)型Pickering乳液作为模板, 在乳液连续相进行SI-ATRP, 将聚合物刷接枝到SiO₂粒子外半表面, 破乳得到半修饰的Janus粒子.     

基于聚合物的Janus粒子的制备与应用

具有结构和组成各向异性的Janus粒子以其独特性能,近年来得到了国内外研究者的广泛关注。本文综述基于聚合物的Janus粒子的最新研究进展,详细介绍了基于聚合物的哑铃状、雪人状、草莓状、蘑菇状4种Janus粒子的制备方法,主要包括乳液聚合、相分离法和自组装法。概述了这几种基于聚合物的Janus粒子在工业催化、生物医药、污水处理、光学探针、彩色显示、自驱动马达等方面的应用进展,并指出了存在的问题和研究方向。     

双面粒子的制备及应用研究进展

双面粒子是指粒子的两个半球表面具有不同组成或性质的微粒.这种各向异性或不对称的结构使其有很广泛的应用,但也使其制备变得困难.近年来已发展了很多制备方法,本文总结了最近几年双面粒子在制备及应用方面的研究进展.     

Janus 粒子在环境检测领域中的应用

Janus 粒子,也称为阴阳结构粒子或两面性非对称粒子,是指表面上具有两种或两种以上不同化学组成或性质的不对称粒子。目前,Janus 粒子因其独特的结构和功能已经逐渐成为生物医药、催化、材料以及防污等领域中的新型功能材料。在环境检测领域,Janus材料亦因其特殊的光学、磁学及电学性能,为提高检测灵敏度、选择性和稳定性等提供了新的研究方向。基于此,本文主要讨论了Janus材料在环境检测方面的特点、优势和相关应用。最后,本文基于本课题组的研究经验以及工作中所面临的问题,对本领域的发展和未来的研究方向提出了展望,以期对本领域的未来发展提供指导。     

两亲性Janus粒子的合成及其在Pickering乳液中的应用

Janus粒子由于在光、电、力、磁及表面亲/疏水性等方面表现出各向异性,因此在稳定乳液、生物医药及功能涂层等方面展现出广阔的应用价值.两亲性Janus粒子是指一侧具有亲水性、另一侧具有疏水性的不对称材料,由于同时具有表面活性剂的性质和固体颗粒的效应,在稳定Pickenng乳液方面极具优势.基于此,本文对两亲性Janus...     

氢键流体中Janus粒子的过量熵

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首先在极稀条件下给出Janus粒子外氢键流体中的局域密度分布,由此得到Janus粒子与氢键流体的二体分布函数,进而计算了不同情况下的过量熵.在此基础上,阐明了Janus粒子与氢键流体间的相互作用、氢键流体的体相密度、氢键强度和氢键官能度等因素对过量熵的影响.本研究旨在揭示这些因素对过量熵的调控机制,在定量水平上明确Janus粒子在溶液中组装的驱动力,从而为深入研究其聚集态结构提供可借鉴的理论线索.     

偶极Janus粒子的相态结构调控及应用

基于热力学微扰理论研究了偶极Janus粒子的聚集态结构及相态特征,考察了粒子间的缔合作用、偶极作用及外电场对体系相态结构的调控机制.结果表明,在偶极Janus粒子的聚集过程中,粒子间的链型结构与支化结构之间存在竞争,致使其平衡相行为显著有别于常规流体的相行为.作为应用,计算了偶极Janus粒子体系的介电常数,得到其类气相及类液相的介电常数与缔合作用、偶极作用及外电场的依赖关系.     

聚合物接枝Janus纳米片形变的耗散粒子动力学研究

由于在检测、药物输运、分子马达等领域具有广阔的应用前景,二维柔性响应Janus材料受到了广泛的关注。但遗憾的是,这些二维材料的响应形变的分子机理仍不明确。基于此,我们采用介观尺度的耗散粒子动力学模拟方法系统研究了Janus纳米片两侧接枝不同长度和不同溶剂相容性的高分子链对Janus纳米片形变的影响。我们发现由于构象熵和混合焓的共同作用,通过对接枝链长度和溶剂相容性的调整,Janus纳米片可以形成如反相包覆、信封装包覆和碗状等新奇的结构。我们的理论结果首次提供了对二维柔性Janus材料可控形变的基本认识,并预报了设计合成新型Janus纳米器件在药物和生物医学领域的潜在应用。     

Synthesis of Biofunctional Janus Particles

Janus particles with anisotropic biofunctionalities are perfect models to mimic anisotropic architectures and directional interactions that occur in nature. It is therefore highly desirable to develop reliable and efficient methods to synthesize biofunctional Janus particles. Herein, a facile method combining seeded‐emulsion polymerization and thiol‐click chemistry has been developed to synthesize Janus particles with glucose moieties on one side. These biofunctional Janus particles show region‐selective binding of protein, which represents a big step toward biomimicry, and demonstrates the potential of the bioJanus particles for targeted drug delivery and binding.

     

Polymeric Janus Particles

Since de Gennes’ Nobel lecture in 1991, in which he coined the term “Janus grains”, research into asymmetric particles has boomed. Macroscopic, microscopic and nanoscopic particles have been prepared in which certain parts of their surface differ in chemical composition, polarity, color, or any other property. Spherical, cylindrical, disc‐like, snowman‐, hamburger‐, and raspberry‐like structures have been synthesized from organic or inorganic materials or even as hybrids of both. Synthetic strategies towards such particles vary greatly from simple polymer mixtures to the bulk self‐assembly of sophisticated terpolymers to immobilization methods of symmetric particles. Polymeric Janus particles are particularly promising, as they can often be prepared cheaply and sometimes even on larger scales.     

双面神粒子制备的研究进展

双面神粒子描述的是一类各向异性的、粒子的两个半球表面具有不同化学性质的微粒.它结构特殊,性能优异,应用前景广阔.本文综述了双面神粒子制备及其性能研究的进展,并对今后的发展作了展望.     

Janus颗粒表面活性剂的研究进展

Janus颗粒（JPs）是一类新型的具有微米或纳米尺寸、2个半球具有不同化学特性的胶体粒子。 其中,两亲性JPs在其2个半球上分别表现出亲水和疏水的特性,作为一种新型表面活性剂受到广泛的关注。 本文综述了近几年来两亲性JPs的制备方法、表面活性理论、两亲性表征方法及其在乳液聚合中的应用,并探讨了今后的研究方向。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合Janus颗粒的制备

利用有机溶剂溶胀磺化聚苯乙烯@二氧化钛(SPS@TiO₂)核壳粒子制得二氧化钛/聚苯乙烯(TiO₂/PS)双面神(Janus)颗粒, 并在TiO₂端进行改性, 得到墨绿色的聚苯胺/聚苯乙烯(PANi/PS) Janus颗粒. 用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)、元素分析、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、固体紫外-可见分析(UV-Vis)和四探针法考察Janus颗粒组成、微结构和Janus性质. 结果表明, Janus颗粒为雪人状结构, PS端的平均粒径为228 nm, PANi端的平均粒径从TiO₂的258 nm增大为295 nm; 并且在EDS谱上可以观察到N元素, 而未观察到Ti元素; 包覆的PANi的质量分数为23.7%. 掺杂后PANi/PS Janus颗粒的导电性能较好, 电导率为0.247 S/cm.