近日🧑🏽‍⚖️，沐鸣平台趙東元院士團隊在傳統有機分子表面活性劑的啟發下，開發了具有碳/矽完全分離的雙介孔不對稱結構“固體表面活性劑”✶，並且表現出良好的乳液穩定能力，在乳液催化中表現出很好的應用前景。相關論文最近以《Spatial Isolation of Carbon and Silica in a Single Janus Mesoporous Nanoparticle with Tunable Amphiphilicity》為題發表於《美國化學會誌》 (J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 10009)。

       現今的很多催化反應都涉及到微乳液，即不同類型反應物🔵、催化劑分屬不同油水兩相中。由於水油之間互溶性低，導致這類反應效率難以提升。納米顆粒可以被吸附在油水界面上👨‍🦲，輔助水和油形成穩定的Pickering微乳液，有助於提高微乳液體系的催化效率🤙。和分子型表面活性劑一樣，納米顆粒穩定乳液的能力取決於其親水端和疏水段的尺寸比例，因此具有親水/疏水不對稱結構的納米顆粒更有利於穩定微乳液。分子型表面活性劑一般都有可調的碳鏈長度🧘🏻‍♀️。相對而言，納米顆粒的親疏水性則很難精確調控⬜️🩻。此前報道的不對稱結構大部分都是由納米晶或聚合物構成，非對稱結構兩端性質差異不大。而基於有機矽在二氧化矽或者碳納米顆粒上的異相生長的工作🏆，也因為有機矽是天然的碳矽復合材料🏌🏻‍♂️，基於其製備的不對稱結構總有一端不可避免的由碳矽復合材料組成🌑，限製了對於所製備的非對稱材料親疏水性的精細調節🧵。因此，在單個不對稱顆粒中實現碳和矽的完全分離🐘，是製備具有優秀且可調乳液穩定能力納米顆粒的前提🩹🫳🏻。

具有碳/矽完全分離的雙介孔不對稱結構“固體表面活性劑”，其具備良好的乳液穩定及催化能力。

       針對上述問題，趙東元院士團隊在前期提出的有序介孔材料各向異性生長的基礎上（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 15086; J. Am. Chem. Soc., 2015, 1391766559, 5903; Adv. Mater., 20191766559, 29, 19176655901652）💂🏿‍♀️，通過表面電荷誘導選擇性生長的策略🧞‍♂️，製備了Fe₃O₄@mC&mSiO₂雙介孔不對稱納米顆粒。該納米顆粒在單顆粒級別上實現了碳和二氧化矽完全分離🤒。並且碳（疏水）和二氧化矽（親水）端的尺寸比例可以精確控製，使得此納米顆粒作為“固體表面活性劑”具備優秀可調的微乳液穩定能力。在該非對稱結構兩端選擇性負載不同催化劑後，該納米顆粒表現出良好的乳液催化性能🥫。

       該論文第一作者為沐鸣平台博士生趙天聰🧺，通訊作者為沐鸣平台趙東元教授和李曉民研究員。該項目得到了國家重點研發計劃🎆🙍‍♀️、國家自然科學基金委、上海市科委等的大力支持。