使用聚苯乙烯-嵌段-聚丙烯酸包覆的金属纳米粒子作为单体进行均聚和共聚

本实验的总体目标是将多种类型的聚合物包封金属纳米颗粒组装成长链状的均聚物和共聚物。该过程首先合成具有不同尺寸和形貌的金属纳米颗粒，第二步是用聚苯乙烯-嵌段-聚丙烯酸（P-S-P-A-A）聚合物对这些纳米颗粒进行包封。

接下来，通过在酸性条件下孵育，使聚合物包封的纳米颗粒组装成链状结构。或者，通过将不同纳米颗粒的链进行组装，可获得异质组装体。最终，采用透射电子显微镜对纳米颗粒的形貌、纳米颗粒的包封情况以及组装后的链状结构进行表征。

与现有方法相比，该技术的主要优势在于，现有方法通常需要特定时刻进行线性组装，而本技术不仅能够实现同质纳米粒子链的形成，还能够实现不同纳米粒子的异质组装。我们最初在观察到聚甲基丙烯酸甲酯细胞经酸处理后由球形转变为圆柱形时产生了这一想法。本实验首先按照文本方案中所述，合成金属纳米粒子，包括金纳米粒子和碲化铋纳米线。

首先，为了将金纳米颗粒包封在P-S-P-A-A中，需纯化金纳米颗粒溶液：将三毫升新合成的金纳米颗粒溶液加入两个微量离心管中。在16,000 ×g条件下离心15分钟，去除上清液。然后用160微升去离子水稀释浓缩后的溶液。

接下来，通过将八毫克的P-S-P-A-A溶解于一毫升二甲基甲酰胺（DIMETHYLFORMAMIDE或DMF）中，配制P-S-P-A-A储备液。然后，将740微升DMF与80微升上述储备液混合，配制P-S-P-A-A工作液。在玻璃小瓶中，将金纳米颗粒加入820微升的P-S-P-A-A溶液中。

最终混合物的体积为1毫升，DMF与水的体积比为4.5比1。接下来，加入40微升浓度为2毫克/毫升的PSH乙醇溶液，使纳米颗粒表面呈疏水性。将混合物在110摄氏度下孵育2小时，以促进聚合物自组装，随后在油浴中缓慢冷却至室温，从而用P-S-P-A-A包覆碳纳米管。首先将730微升DMF与80微升P-S-P-A-A储备溶液混合。

接下来，称取约 0.2 毫克的单壁碳纳米管，以获得 0.05 毫克的碳纳米管。估计取用量约为所测样品体积的四分之一。然后将其分散到 P-S-P-A-A 溶液中，在冰水浴中超声处理混合物，直至形成透明的深色溶液。

接下来，向溶液中逐滴加入180微升去离子水，最终混合物体积为990微升，DMF与水的体积比为4.5:1。在约50摄氏度下对溶液超声处理两小时，然后缓慢冷却至室温。为制备P-S-P-A-A的球形胶束，将80微升P-S-P-A-A储备溶液加入740微升DMF中，然后加入180微升水，使溶液的DMF与水体积比为4.5:1。

在110摄氏度下将聚合物溶液孵育两小时，然后缓慢冷却至室温，以进行均聚反应。通过纯化P-S-P-A-A中的金纳米颗粒，从金纳米颗粒合成单线性链。

将800微升在P-S-P-A-A中合成的金纳米颗粒与11.2毫升水混合稀释。将溶液分装至若干个微量离心管中，在16,000 × g条件下离心30分钟，移除并弃去上清液，向每根离心管中加入1.5毫升氢氧化钠。然后再次在16,000 × g条件下离心30分钟，以去除上清液。

接下来，将合并并浓缩的P-S-P-A-A包覆金纳米颗粒按六比一的比例分散于1毫升DMF水溶液中，置于玻璃小瓶内。然后加入5微升1摩尔的盐酸（HCl），在60摄氏度下孵育混合物2小时，以促进核壳纳米颗粒的聚集、融合及形态转变。此时，ENE尺寸的金纳米粒子链溶液中含有产物纳米粒子链、短链及团簇。

大的聚集体转化为纳米颗粒。在PSPA单体、空细胞DMF以及过量酸中，以纯化纳米颗粒链。

首先，通过将800微升的合成溶液与11.2毫升氢氧化钠混合稀释，去除空的P-S-P-A-A微细胞中的d、m、F和酸。然后将溶液分装至各个微量离心管中，在16,000 × g条件下离心30分钟，再加入1.5毫升氢氧化钠稀释浓缩后的溶液，随后再次离心。与之前相同，重复此步骤一次。

所得溶液中含有产物、纳米粒子链、短链和团簇、金纳米颗粒以及PSPA。通过差速离心分离单体以富集金纳米颗粒链：将离心管以300 × g离心25分钟，以分离并去除较大的聚集体；在以2000 × g离心30分钟之前，收集上清液。

现在去除上清液，其中主要含有单体以及较短的链和团簇。收集底部溶液，用1.5毫升氢氧化钠稀释后，在2000 × g条件下离心20分钟，以去除过量的单体。重复该过程一次，以实现载有金纳米颗粒的谵妄纳米线的嵌段共聚。

首先，按照之前的方法，在 P-S-P-A-A 中纯化 16 纳米金纳米颗粒和碲纳米线。然后将浓缩的碲纳米线分散于 1 毫升六比一的 MF 水混合液中。加入 2 微升 1 摩尔的盐酸（HCl），在 60 摄氏度下孵育 20 分钟。

然后加入浓缩的16纳米金纳米颗粒和P-S-P-A-A，以及额外的三微升1摩尔HCl，在60摄氏度下孵育混合物两小时，随后将溶液冷却至室温。此处显示的是16纳米金纳米颗粒与P-S-P-A-A单体、32纳米金纳米颗粒与P-S-P-A-A单体的透射电子显微镜（TEM）图像，同时也展示了碳纳米管与P-S-P-A-A的单体、P-S-P-A-A单体、我的细胞，以及金纳米颗粒均聚物的TEM图像。

在P-S-P-A-A中展示了16纳米金纳米颗粒的单链结构，以及在P-S-P-A-A中32纳米金纳米颗粒的单链结构。这些透射电镜图像显示，此处所示的纳米颗粒共聚物为在P-S-P-A-A中随机排列的16纳米金纳米颗粒链和32纳米金纳米颗粒链。在P-S-P-A-A中还展示了碲（Tellurium）纳米线的嵌段链结构，以及在P-S-P-A-A中的16纳米金纳米颗粒链。在进行该实验操作时，必须注意使用精确的体积，因为聚合物行为对pH值和溶剂组合极为敏感。