[发明专利]Janus棒状纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了Janus棒状纳米材料及其制备方法。该方法包括采用乳液界面保护法对功能复合纳米棒的两端分别进行改性的步骤；所述改性后得到的两端具有不同组成和性质的棒状纳米材料，即为所述Janus棒状纳米材料；所述功能复合纳米棒是由嵌段共聚物利用其可反应性聚合物分子刷链段，生长复合功能性物质实现交联而得到的具有多重性质的棒状纳米颗粒。本发明提供的Janus棒状纳米材料的制备方法简单易行，实现了Janus棒状纳米材料的可控制备。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种Janus棒状纳米材料及其制备方法。

背景技术

Janus是古罗马神话中的门神，传说它具有前后两面，一面望着过去，一面望着未来，因此被称为双面神。1991年，法国科学家Pierre-Gilles de Gennes在其诺贝尔获奖致辞中首次使用Janus一词来描述具有双重性质的颗粒(P.G.deGennes.Rev.Mod.Phys.1992,64,645-648.)，引起了人们对Janus材料极大的研究兴趣。Janus纳米材料具有形貌的不对称性或者不同组成性质的分区集成，同时结合纳米材料的表面效应和小尺寸效应，显示出多重功能性。因此，Janus纳米材料在乳液稳定、光学探针、生物传感和药物输送等领域具有广泛的应用(F.X.Liang,C.L.Zhang,Z.Z.Yang,Adv.Mater.2014,26,6944-6949.)。Janus棒状纳米材料由于其形状的特殊性，在化学、生物和医学等领域具有巨大的应用前景。

棒状纳米材料的不完全对称性，给其制备带来了很大的困难，如何赋予其Janus性能更是极具挑战性。目前，制备Janus棒状材料的主要方法有：1)微流体法(K.C.McCarley,J.D.Way,Sep.Pur.Technol.2001,25,195-210.)。这种方法制备的Janus棒状胶体，尺寸较大，很难控制在亚微米尺度范围内，而且生产效率低，不适合大批量制备。2)嵌段共聚物的相分离法(L.T.Yan,N.S.K.Popp,A.ACS Nano.2010,4,913-920.)。这种方法对原料和制备条件要求苛刻，具有很大的局限性。3)电流体力学喷射法(S.Bhaskar,J.Hitt,S.L.Chang,J.Lahann,Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,4589-4593.)。这种方法效率和产量很低，不能满足实际需求。因此，如何选用一种简单易行的方法实现Janus棒状纳米材料的可控制备是研究者极为关注而一直未能得到良好解决的问题，亟待进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种Janus棒状纳米材料及其制备方法，该方法简单易行，可实现Janus棒状纳米材料的可控制备。

本发明的第一个目的是提供Janus棒状纳米材料制备方法，该方法包括采用乳液界面保护法对功能复合纳米棒的两端分别进行改性的步骤；所述改性后得到的两端具有不同组成和性质的棒状纳米材料，即为所述Janus棒状纳米材料；所述功能复合纳米棒是由嵌段共聚物利用其可反应性聚合物分子刷链段，生长复合功能性物质实现交联而得到的具有多重性质的棒状纳米颗粒。

上述的制备方法中，所述功能复合纳米棒中：

所述嵌段共聚物可选自两嵌段共聚物、三嵌段共聚物中的任一种，其中所述两嵌段聚合物的一端为可反应性聚合物分子刷链段、并且另一端为极性聚合物链段或非极性聚合物链段，所述三嵌段共聚物的中间链段为可反应性聚合物分子刷链段、并且两端分别为极性聚合物链段和非极性聚合物链段。