Janus（古罗马的“双面神”）材料可用于描述在同一介观体系中，具有两种截然不同的组成与物理（或化学）性质的一类材料，通常具有明确分区结构，且具有双重性质如亲水/疏水、极性/非极性，是材料科学的重要研究方向。Janus粒子越小，就越难绘制出它们的表面结构，这不但给制备带来了很大困难，也很难评价它们的应用效果。如何实现纳米Janus材料可控、批量制备以及精确表征是目前研究的热点及难点。

在国家自然科学基金委的支持下，李运波课题组的科研人员从2012年开始了纳米Janus材料制备方法的研究。采用反向原子自由基转移乳液法(RATRP)合成了聚苯乙烯杂化纳米粒子（Polymer Chemistry, 2015, 6, 896-899.）。所制备的Janus粒子尺寸分布均匀，每个PS球绑定一个金纳米粒子。精确的Janus粒子结构可以通过调节苯乙烯单体和金纳米粒子的比例，添加胶体金时间，控制反应温度等条件获得。将金引发剂加入到ATRP反应体系中引发活性聚合生成Au-PS复合纳米粒子，通过表面引发聚合控制合成复合纳米粒子的形貌，并详细探讨了生成Janus颗粒的条件（Journal of Applied Polymer Science, 2016, 133, 43584.）。

在此基础上，利用界面法制备了有序的金纳米粒子单层Janus膜（顶面疏水和底面亲水）（RSC Advance. 2014, 4, 57611–57614.）。同步扫描光谱结果表明，金纳米粒子单层Janus膜具有增强光源光谱的特性。采用界面自组装法设计制备了P3HT-S-AuNP Janus粒子，将导电高分子P3HT引入，提出了Janus纳米光电材料的概念，阐明了Janus新型纳米复合材料微观结构与光电性能的关系（Journal of Applied Polymer Science, 2017, 134, 45107.）。在PEO-SH单晶表面固定纳米金颗粒，形成单面的Janus颗粒；然后引入PS-SH，通过聚苯乙烯上的巯基与纳米金颗粒的另一面进行充分反应，形成双面的Janus PEO-Au-PS颗粒并研究了其聚集行为（Colloid and Polymer Science. 2017, 295, 433–439.）。

最近，课题组利用实验与耗散粒子动力学（DPD）模拟法对比研究了自组装法制备PAA-AuNPs Janus纳米微粒(Computational Materials Science, 2018, 141, 221–228)。结果表明，DPD模拟法与实验结果一致：随着不同溶剂的添加量改变，“核-壳”结构逐渐转变为Janus结构。因此，在制备Janus纳米微粒时，可用DPD模拟法来设定实验条件，减少实验次数和表征难度，对于研究纳米Janus材料具有重要意义。

（来源：上海大学材料学院）

溶剂添加量改变，“核-壳”结构转变为Janus结构