无机纳米粒子（NPs）自组装为“自下而上”构建功能化结构材料提供了一种高效的策略。通过利用纳米粒子表面聚合物配体之间的相互作用或化学反应，科研人员已成功制备了一系列具有精确可调性质的纳米复合结构，如胶体分子和胶体共聚物等。尽管如此，在双组分纳米粒子体系中创建出能够对外部刺激（如pH、光等）敏感且具有有序结构的组装体，依然是一个巨大的挑战。目前大多数已制备的纳米粒子组装体要么只能在有机溶剂中稳定存在，要么具备固定不变的结构和光学性质，这限制了它们在生物医学和智能材料等领域的广泛应用。

近日，聂志鸿/桑玉涛课题组通过精确调控带有相反电荷的二元聚合物接枝NPs之间的静电相互作用，成功在水溶液中构筑了具有pH多层级响应的交替纳米共聚物（ANCPs）。静电相互作用是一种快速且有效的水相体系组装驱动力，然而，如何精确控制并利用配体间的静电作用力一直是一个难题。在这项工作中，研究团队巧妙地设计了NP表面的配体结构，使得带有相反电荷的聚合物接枝NPs能够作为纳米单体，通过形成特定的“键”而共聚成ANCPs。

在pH值范围为7-10的条件下，ANCPs展现出可逆的pH响应性。这种响应性体现在纳米单体之间键长的变化上，从而实现了对ANCPs表面等离子体共振的精确调控。当pH升高至11时，粒子间特定的“键”发生断裂，导致ANCPs解离为类似胶体分子的二聚体和三聚体结构。而当溶液pH值恢复至7时，这些胶体分子结构能够重新组装形成ANCPs，展现出良好的循环可逆性和可重复性。

多层级响应性的ANCPs不仅具有pH响应的链间距，而且能够实现pH响应的可逆组装与解组装。此外，ANCPs还能在复杂的水溶液环境中保持稳定的性能。这项工作为制备具有刺激响应性的纳米材料提供了新的思路，在生物传感、光学和电子器件等领域具有潜在的应用价值。

论文信息：

Hierarchically Responsive Alternating Nano-Copolymers with Tailored Interparticle Bonds

复旦大学博士后何惠斌和博士研究生沈晓雪为文章的共同第一作者。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401828