Angew. Chem. :树枝状介孔纳米材料的结构,合成和功能

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树枝状介孔二氧化硅纳米材料(dendritic mesoporous silica nanoparticles, DMSNs)具有与传统介孔二氧化硅显著不同的中心辐射状孔道结构,在生物医学及催化等领域有着广泛的应用。尽管目前已有大量文献报道,但 “树枝状”结构的特征及其形成机制尚存争议。例如,图1中两种DMSNs结构不同,但在透射电子显微镜下显示相似的“树枝状”图案。因此,在DMSNs的结构,形成机制和构效关系等方面还需深入探究。

图1. 树枝照片(a),列奥纳多·达芬奇绘制的树枝状结构(b),红毛丹(c)和大丽花(d)的照片。在投射电镜下,类似红毛丹树枝状DMSNs(e)和大丽花状DMSNs(f)具有相似的图案。通过电子断层扫描技术,可以在切片(g,h)和三维重构图像(i,j)中观察到树枝状DMSNs(g,i)和花状DMSNs (h,j)具有明显的结构差异。

近日,澳大利亚昆士兰大学的徐纯博士和余承忠教授等对DMSNs的发现历史和最新进展进行了综述。作者从“树枝状”结构的定义出发,将已报道的DMSNs分为花状 (flower-like)和树枝状(tree branch-like)DMSNs两大类。花状DMSNs具有中心辐射状大孔和高孔容等特点,可由乳液体系、双相分层体系和水体系合成。树枝状 DMSNs由类型树枝的一维二氧化硅结构组成,可通过表面活性剂辅助或无表面活性剂自组装的方法合成。由于它们的结构差异,花状DMSNs在负载和递送蛋白质等生物大分子的应用中具有优势,而树枝状DMSNs具有表面粘附性强的特点,更适合DNA/RNA或小分子药物的递送。作者重点对两种类型 DMSNs的形成机制进行了分析,对文献中花状 DMSNs不同形成机制从分子自组装视角进行了归纳总结。


作者还展望了目前DMSNs研究中尚未解决的一些问题和未来研究方向,以供不同等领域的专家尤其是青年学者参考,共同推动DMSNs领域的蓬勃发展。

论文信息:

Dendritic Mesoporous Nanoparticles: Structure, Synthesis and Properties

Chun Xu, Chang Lei, Yue Wang, Chengzhong Yu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202112752


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