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Divalent Multilinking Bonds Control Growth and Morphology of Nanopolymers
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-10-14 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03009 Yan Xiong 1 , Zhiwei Lin 1 , Deniz Mostarac 2, 3 , Brian Minevich 1 , Qiuyuan Peng 4 , Guolong Zhu 1 , Pedro A Sánchez 2 , Sofia Kantorovich 2, 3, 5 , Yonggang Ke 6 , Oleg Gang 1, 4, 7
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-10-14 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03009 Yan Xiong 1 , Zhiwei Lin 1 , Deniz Mostarac 2, 3 , Brian Minevich 1 , Qiuyuan Peng 4 , Guolong Zhu 1 , Pedro A Sánchez 2 , Sofia Kantorovich 2, 3, 5 , Yonggang Ke 6 , Oleg Gang 1, 4, 7
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Assembly of nanoscale objects into linear architectures resembling molecular polymers is a basic organization resulting from divalent interactions. Such linear architectures occur for particles with two binding patches on opposite sides, known as Janus particles. However, unlike molecular systems where valence bonds can be envisioned as pointlike interactions nanoscale patches are often realized through multiple molecular linkages. The relationship between the characteristics of these linkages, the resulting interpatch connectivity, and assembly morphology is not well-explored. Here, we investigate assembly behavior of model divalent nanomonomers, DNA nanocuboid with tailorable multilinking bonds. Our study reveals that the characteristics of individual molecular linkages and their collective properties have a profound effect on nanomonomer reactivity and resulting morphologies. Beyond linear nanopolymers, a common signature of divalent nanomonomers, we observe an effective valence increase as linkages lengthened, leading to the nanopolymer bundling. The experimental findings are rationalized by molecular dynamics simulations.
中文翻译:
二价多键控制纳米聚合物的生长和形态
将纳米级物体组装成类似于分子聚合物的线性结构是由二价相互作用产生的基本组织。这种线性结构出现在相对两侧具有两个结合斑块的粒子上,称为 Janus 粒子。然而,与可以将价键设想为点状相互作用的分子系统不同,纳米级贴片通常是通过多个分子连接实现的。这些联系的特征、由此产生的斑块间连通性和装配形态之间的关系尚未得到很好的探索。在这里,我们研究了模型二价纳米单体的组装行为,即具有可定制多键的 DNA 纳米立方体。我们的研究表明,单个分子连接的特征及其集体特性对纳米单体的反应性和产生的形态具有深远的影响。除了线性纳米聚合物(二价纳米单体的一个常见特征)之外,我们还观察到随着键的延长,有效化合价会增加,从而导致纳米聚合物成束。实验结果通过分子动力学模拟合理化。
更新日期:2021-12-22
中文翻译:
二价多键控制纳米聚合物的生长和形态
将纳米级物体组装成类似于分子聚合物的线性结构是由二价相互作用产生的基本组织。这种线性结构出现在相对两侧具有两个结合斑块的粒子上,称为 Janus 粒子。然而,与可以将价键设想为点状相互作用的分子系统不同,纳米级贴片通常是通过多个分子连接实现的。这些联系的特征、由此产生的斑块间连通性和装配形态之间的关系尚未得到很好的探索。在这里,我们研究了模型二价纳米单体的组装行为,即具有可定制多键的 DNA 纳米立方体。我们的研究表明,单个分子连接的特征及其集体特性对纳米单体的反应性和产生的形态具有深远的影响。除了线性纳米聚合物(二价纳米单体的一个常见特征)之外,我们还观察到随着键的延长,有效化合价会增加,从而导致纳米聚合物成束。实验结果通过分子动力学模拟合理化。