| 2013-08-26| 文章来源：王强斌课题组 兰祥| |
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精确空间定义的等离子纳米结构在等离子增强单分子光谱、等离子手性光学及纳米光电器件研究中具有重要科学意义。组成粒子的尺寸、间距及结构空间构型精确控制的三维等离子纳米结构可能展示在一维和二维结构中难以实现的新颖光学、电学及磁学性质。目前，在“自下而上”构建三维等离子纳米结构的研究中，球形粒子由于其各向同性，方便于非取向空间定位，是最常用的构筑基元；然而在利用各向异性构筑基元构建三维结构的工作中，仅有缺乏空间控制的金纳米棒的二聚体和聚集体出现报道，将各向异性基元组装成离散、空间可控的三维等离子纳米结构依然是一项挑战。
最近，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组利用双面DNA瓦片作为构筑模板将金纳米棒组装成离散、空间可定义的三维结构（图一），他们对经典的二维DNA瓦片进行简单序列设计，使在瓦片的两面均有特定序列的粘性末端伸出，从而通过碱基配对原理，指导经DNA表面功能化的金纳米棒在瓦片两面定向组装，即实现构建金纳米棒三维离散结构。而且，通过设计瓦片上DNA粘性末端的位置，可理性调控三维金纳米棒结构的空间构型和对称性。 对金纳米棒三维离散结构的光学性质研究发现（图二），其手性光学响应可通过调节三维空间构型进行调制，通过实验和数值计算两种手段研究分析，认为DNA瓦片自身的手性及瓦片的结构柔性对金纳米棒三维结构构象干扰对手性光学性质具一定影响，但对于本身具有手性构型的不对称金纳米棒三维结构，金纳米棒的表面等离子与左旋和右旋圆偏振入射光的不对称相互作用，是导致其强手性响应的本质原因。该项工作发表在J. Am. Chem. Soc. (2013, 135 (31),11441–11444)，此基础工作将为研究“自下而上”自组装三维可控体系中的物质间相互作用，发展等离子分子尺、灵敏光学传感器件等提供重要思路。
此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然基金、江苏省自然基金和科技部的大力支持。
图一，金纳米棒三维结构的电泳、冷冻透射电镜及三维模型重构照片。
图二，金纳米棒三维结构的手性光谱。 |
