Janus("两面神")纳米粒子（JNPs）是由物理和化学性质不同(通常性质相反)的两个或多个组分构成的不对称结构的纳米材料。JNPs的不同组分可具有不同的表面亲/疏水性、磁性、光学特性、电学特性等性能，具有多功能、易修饰的优点；同时不同部分的特性有助于改善整体的化学和物理特性，以满足特定的应用需求，而纳米尺度的粒子又具有高比表面积的优势，在油水乳化、催化剂载体和药物输送等领域具有广阔前景。然而，现今许多与JNPs有关的研究是基于实心颗粒的研究进一步发展的，但是空心颗粒因其具备装载和携带药物的能力比实心颗粒在生物学和医药学等领域更具优势。因此，研究和设计含空心结构的JNPs是具有巨大的研究价值和应用潜力的。

       浙江工业大学王建黎教授课题组通过聚合诱导自组装法（PiSA）制备交联囊泡PDMA37-b-PBzMA200-PEGDMA，合成路线如图1所示。再将交联囊泡作为种子，苯乙烯作为单体，采用二次聚合相分离法制备JNPs，并通过改变种子的交联度、溶胀比和反应时分散介质的组成，制备出 “栗子形”、“雪人形”、“哑铃形”和“荔枝形”JNPs，如图2a所示。

图1 交联囊泡PDMA37-b-PBzMA200-PEGDMA的合成路线    

       交联囊泡的二次聚合的机理如图2b所示：当交联囊泡种子分散在连续相中，在加入溶有AIBN的苯乙烯单体后，疏水性单体（苯乙烯）液滴吸附在交联种子表面并向囊泡疏水核层扩散。升高温度后，反应混合物的粘度降低，单体和低聚物分子的流动性提高，聚合物链的弛豫率增加，溶胀的聚合物网络在加热后立即收缩，驱使单体和低聚物分子进一步从囊泡层排出，形成一个或多个微相区，并在引发剂存在下，进一步聚合成聚合物小突起

图2 各向异型JNPs的制备过程和机理的示意图

图 3 不同交联度的囊泡制备的JNPs的TSM图.交联度分别为 (a) 0 

(b) 5% (c) 10% (d) 15% (e) 20%。(f)交联度从5%～15%变化时，

JNPs从“栗子形”结构到“雪人形” 结构的形态演变示意图。

图 4 交联度为15%的交联囊泡在不同溶胀比=mst/mvesicle的条

件下制备的JNPs的TSM图。溶胀比分别为(a) 3(b) 5 (c) 10 

(d) 20。其中所有的反应在水中进行，比例标尺为400nm

   图 5 在不同的水/醇质量比的分散介质中制备的异型JNPs的TSM图。水/醇质量比

分别为(a1) 10/0 (b1)7/3 (c1) 3/7 (d1) 0/10。 (a2)、(b2)、(c2)、(d2)分别为

(a1)、(b1)、(c1)、(d1) 对应的局部放大图。(e) 是分散介质组成从

水介质变到乙醇介质时,制备的JNPs颗粒的形态演变的示意图。

       需特别说明的是：如图3a和3e所示， (a)中的囊泡和聚合物完全相容，囊泡结构消失，是因为囊泡的聚合网络未交联，溶胀过程中被溶解导致的；（e）中的图像中出现游离的聚合物微球是因为20%交联度的囊泡溶胀速率过慢，使部分苯乙烯单体未溶胀进入囊泡内壳（PBzMA）中，游离单体聚合成微球。如图4d 所示，过量的单体分散在水相中，聚合形成聚苯乙烯小微球。与此同时，存在由两个种子和一个新相粒子组成的双片状的颗粒，这可能是过量的单体聚合导致的团簇现象。

       以上相关成果以Shape-tunable polymeric Janus nanoparticles with hollow cavities derived from polymerization induced self-assembly based crosslinked vesicles为题发表在《ChemCOmn》，该论文的通讯作者为浙江工业大学王建黎教授，第一作者为浙江工业大学黎姗姗讲师。

原文链接：http://dx.doi.org/10.1039/d1cc06966g  王建黎教授的邮箱：wangjl@zjut.edu.cn。团队网址：http://www.polymer.cn/ss/wangjianli/index.html。

相关进展：

(1) RAFT/MADIX聚合诱导自组装制备聚(离子液体)纳米粒子

http://dx.doi.org/10.1039/c7py01273j

(2) 在由三维网络捕获银纳米粒子组成的薄膜中高效和连续的化学转化https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121456

(3) 高效可回收的Pickering磁性界面生物催化剂：在生物柴油生产中的应用

http://dx.doi.org/10.1039/d0gc03527k