华东理工大学林绍梁、靳海宝教授团队AFM: 基于一维超薄类肽纳米带的有机-无机纳米复合材料用于光控化学-酶级联催化
发表时间 ：2024-08-07
作者 ：高分子科学前沿
来源 ：高分子科学前沿
有机-无机杂化纳米复合材料结合了有机组分和无机组分的优势，通过对不同组分的精确控制，可产生许多独特新颖的性能，在力学、储能、催化、软电子、传感器、生物医学等领域都有广泛的应用。在纳米复合材料中，无机组分具有优异的性能(即催化性能、电导率、光学性能和氧化还原活性)，但往往具有较差的亲水性和生物相容性，并且容易相互结块，从而降低了它们的反应性，阻碍了它们的广泛应用。有机组分具有高比表面积和丰富的结合位点，可以有效地分离/分散无机材料，加速质量传递过程，从而提高无机材料的性能。长程有序一维超薄有机纳米材料(UTONMs)由于其独特的结构特征和优异的物理和化学性质，是构建高性能杂化纳米复合材料的有力基石。一维UTONMs的超高比表面积提供了丰富的反应/结合位点，长程有序纳米结构为实现超快质量/能量输运提供了广阔的平台。然而，开发刺激响应型的和超薄1D UTONMs仍然是一项极具挑战的研究课题。
为了解决这一问题，华东理工大学林绍梁教授和靳海宝教授团队首先精心设计并合成了一种三元两亲性交替偶氮类肽，随后通过溶液自组装构建了1D超薄类肽纳米带。利用类肽的易功能化特性，将羧基引入类肽纳米带表面用于均匀的负载钯纳米粒子(PdNPs)，从而制备了基于PdNPs的有机-无机杂化纳米复合材料。随后评价了杂化纳米复合材料在H2O2催化下，3,3'，5,5'-四甲基联苯胺(TMB)氧化为oxTMB的光可控催化性能。结果表明，相比于裸漏的PdNPs，该复合材料的催化性能提升了5.4倍。该研究以题为“1D Ultrathin Peptoid Nanobelts-Based Organic-Inorganic Nanocomposite for Photo-Controllable Chemo-Enzymatic Cascade Catalysis”的论文发表在最新一期《AFM》上。这项研究工作基于团队之前提出的一种侧链共轭堆积组装机理(Adv. Mater. 2024, 36, 2312724; Sci. China Chem. 2024, 67, 1680; Macromolecules 2024, 57, 5892-5901; Sci. China Chem. 2022, 65, 2444)，构建了厚度2.2 nm,长度数十微米的长程有序的一维类肽纳米带。纳米带在紫外光和可见光的交替照射下，可实现从纳米带到纳米球的可逆结构转变。由于其良好的光响应特性和均匀分散的特点，所制备的有机无机杂化纳米复合材料可作为化学酶级联催化的高效催化剂。
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