Angew. Chem.：聚多巴胺，给点模板就“灿烂”——仿贻贝化学修饰的二维“两面神”纳米片

“两面神”材料即集两种不同化学性质或功能性于一身的材料。其独特的性能使其在生物传感，催化，能源储存和抗冰等领域具有重要应用价值。“两面神”材料已成为材料化学领域研究热点之一。“两面神”材料主要分为“两面神”颗粒和“两面神”纳米片。相比于“两面神”颗粒，“两面神”纳米片因具有更高的非对称性结构和性质而引起更为广泛的关注。然而，如何轻松实现量产和界面性质控制成为当前的研究目标。

此外，仿贻贝聚多巴胺（PDA）备受关注，其通过多巴胺（DA）的氧化自聚合可以涂覆到任意物体上；且具有大量氨基和羟基官能团，很容易被功能化，因而被广泛应用于化学、生物医学和材料科学等领域。

近日，中国科学院兰州化物所的周峰研究员（点击查看介绍）、德国德累斯顿工业大学的Rainer Jordan教授（点击查看介绍）和石河子大学的贾鑫教授（点击查看介绍）等科研团队巧妙地结合了多巴胺化学和两亲性脂类分子（十八胺，ODA）的自组装特性，成功制备了具有两亲性的烷基化聚多巴胺（alkyl-PDA）纳米片。在前期发展的光接枝技术的工作基础上（Chem. Sci., 2015, 6, 2068），实现了热响应性聚合物膜对“两面神”alkyl-PDA纳米片的不对称修饰。

利用原子力显微镜（AFM）对“两面神”alkyl-PDA纳米片形成过程进行了跟踪，核磁共振氢谱（¹H NMR）和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）对各过程形成物质进行了分析，结合对比实验证实了“两面神”alkyl-PDA纳米片的形成涉及三个关键步骤：（1）反应性ODA双层模板的形成，（2）DA与ODA双层模板相互作用，（3）DA在ODA双层模板上的氧化聚合。利用多巴胺化学特性，基于系列实验成功实现了对“两面神”alkyl-PDA纳米片的不对称性后修饰。该工作为成功制备聚合物“两面神”纳米片及其后修饰提供了一种简易策略，为聚合物“两面神”纳米片在相关领域的广泛应用起到了推进作用。

相关结果发表Angewandte Chemie International Edition 上，盛文波和李卫为文章的共同第一作者。通讯作者是周峰研究员和李斌博士。

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Mussel-Inspired Two-dimensional Freestanding Alkyl-Polydopamine Janus Nanosheets

Wenbo Sheng, Wei Li, Bo Yu, Bin Li, Rainer Jordan, Xin Jia, Feng Zhou

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201903527

导师介绍

周峰

https://www.x-mol.com/university/faculty/16701

Rainer Jordan

https://www.x-mol.com/university/faculty/53906

贾鑫

https://www.x-mol.com/university/faculty/24620

（本稿件来自Wiley）