[发明专利]一种制备两面性纳米颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种两面性纳米颗粒的制备方法，以两种具有不同组分和功能的纳米颗粒为原料，有机化合物助剂作为桥梁，通过超声作用下形成水包油型皮克林乳液和溶剂挥发的方法大规模制备两面性纳米颗粒。本发明提供的制备两面性纳米颗粒的方法操作简单，制备过程容易控制，能够实现大批量生产，具有普适性，得到的两面性纳米颗粒不仅具有良好的油水两相溶剂分散性，还具有较窄的尺寸分布，同时彰显纳米颗粒中不同功能的各自优势，可克服单一功能纳米颗粒在多个领域应用的局限性。

技术领域

本发明涉及两种不同组分和功能的复合两面性纳米颗粒的制备方法，属于复杂结构胶体制备技术领域。

背景技术

两面性（Janus）”术语来源于古罗马神话中的两面神，其头部前后各有一副面孔，分别看向未来和过去，后来学术界形象化的将具有对立统一物理化学性质的两个半球组装而成的颗粒称为两面性粒子。最早关于两面性粒子制备的报道是在1985年，Lee等人通过种子乳液聚合的方法制备出了非对称形的聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯胶体粒子。1991年 DeGennes 在诺贝尔获奖感言中第一次正式地把半面为极性而另半面为非极性的颗粒命名为两面性粒子。随着近年来纳米技术的快速发展，具有独特的双重性质的两面性纳米颗粒成为当前相关领域的一个研究热点。由于两面性纳米颗粒可赋予两种不同（亲水/疏水、极性/非极性、正电荷/负电荷等) 的性质，为纳米材料的多功能化提供了有效途径，可显著提高单一性质纳米材料应用性能并拓展其应用领域。目前两面性纳米颗粒已在乳液形成和稳定、工业催化、光学、生物传感、微流动、药物输送和电子学等多个领域展示了诱人的应用前景。

正是由于两面性粒子结构的复杂多样，其合成和制备也具有相当大的困难，目前仍未有一种简单易行的通用方法来批量制备各种不同的两面性纳米颗粒。迄今为止，围绕两面性粒子的制备方法主要有微流体合成法、相分离法、模板导向自组装法、平面半屏蔽法、聚合物单晶法、种子生长法等。但这些制备方法均存在一些缺陷，限制了两面性纳米颗粒的大规模制备及应用，比如，微流体合成是采用两种不同油相前驱体从两个通道同时进入水相，形成两面性乳滴，然后通过聚合固化乳滴成为两面性粒子，该方法可一次成型，流程简单，产率较大，但所制备的两面性粒子尺寸过大，甚至还无法达到亚微米级；相分离法是利用物质间的相容性差异，通过控制条件使物质间发生相分离而形成两面性粒子，该方法过程简单，产量大，但制备的两面性粒子粒径分布较宽；模板导向自组装方法制备的两面性粒子的形状、尺寸及组成等都可预先设计，但其制备过程复杂且模板制作成本高；平面半屏蔽法方式多样，制备过程较简单，但产率低难于宏量制备，同时因纳米颗粒尺寸过小，在对粒子进行半球面改性时较难避免对另一半球面产生影响。因此开发一种具有普适性、简便、低成本、高效、可批量制备纳米尺度范围内具有不同组成和功能两面性颗粒的方法成为一项迫切而又艰巨的任务。它的出现可以使得两面性纳米颗粒实现工业化生产，有力的促进其在各个领域的应用，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术所存在的上述问题和需求，本发明提供一种工艺简单、成本低、能够批量生产单分散两面性纳米颗粒的制备方法。

本方法以具有不同组分和功能的亲水性纳米颗粒A和疏水性纳米颗粒B为原料，有机化合物C为助剂增强纳米颗粒A与B的相互作用。在超声作用下，通过纳米颗粒A与B在油-水的界面自组装得到组分和功能可控的双亲性纳米颗粒，例如同时具备光、电、磁特性的两面性纳米颗粒。这种双亲性多功能纳米颗粒可望在广泛工业领域尤其是纳米生物医学领域展现出巨大的应用价值。

本发明实现过程如下：

一种制备两面性纳米颗粒的方法，包括以下步骤：

（1）将亲水性纳米颗粒A分散于水中，得到第一溶液；

（2）将疏水性纳米颗粒B和化合物助剂C分散于有机溶剂中，得到第二溶液，所述有机溶剂为沸点小于100℃的有机溶剂，所述化合物助剂C为碳链长度介于10～25之间的有机胺或有机酸；