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Patchy nanoparticles by atomic stencilling

delete2025-10-15
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OA
AI
A
Ahyoung Kim
C
Chansong Kim
T
Tommy Waltmann
T
Thi Vo
E
Eun Mi Kim
J
Junseok Kim
Y
Yu‐Tsun Shao
A
Aaron Michelson
F
Falon C. Kalutantirige
E
Eric Yang
L
Lehan Yao
C
Chu-Yun Hwang
Y
Yugang Zhang
Y
Yu-Shen Liu
H
Hyosung An
Z
Zirui Gao
J
Ji Yeon Kim
S
Sohini Mandal
D
David A. Muller
K
Kristen A. Fichthorn *
S
Sharon C. Glotzer *
陈茜 封面图
陈茜 (Qian Chen) *
DOI：10.1038/s41586-025-09605-8delete
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摘要

摘要

En 中文
模板印刷技术通过在掩模上涂覆图案来创建图案，在艺术、建筑和制造领域具有广泛的应用。现代自上而下的微加工方法已成功将掩模尺寸缩小至10纳米以下（参考文献1,2），使得当今最快的计算机芯片等越来越小的微器件成为可能。与此同时，尽管具有低成本、溶液可加工性、可扩展性以及与复杂、弯曲和三维（3D）表面高度兼容等优势，自下而上的掩模技术（使用化学键或物理相互作用）在很大程度上仍未被探索。在此，我们报道了一种原子模板印刷技术，用于制备不均匀分布的纳米颗粒（NPs），通过表面吸附的碘化物亚单层来创建掩模，并在未掩模区域使用配体介导的接枝聚合物作为“涂料”。我们利用这种方法成功合成了超过20种不同类型的、带有聚合物涂层的NP，且产率较高。聚合物标度理论和分子动力学（MD）模拟表明，模板印刷技术，连同聚合物的焓变和熵变效应的相互作用，产生了此前未曾报道的NP形态。这些带有聚合物涂层的NP由于涂层高度均匀，能够自组装成扩展晶体，包括不同的非紧密堆积超晶格。我们提出，原子模板印刷技术为在纳米尺度上对NP和其他基底进行图案化开辟了新途径，从而能够精确控制其化学性质、反应性和相互作用，适用于靶向递送、催化、微电子、集成超材料和组织工程等广泛的应用（参考文献5–11）。基于碘化物和2-萘硫酚在金上的共吸附，描述了一种原子模板印刷方法，可制备超过20种不同类型的、具有掩模和涂覆区域以及此前未曾报道的涂层形态的纳米颗粒。
Keyword:
Patchy nanoparticles
Atomic stencilling
Polymer patches
Nanoparticle assembly
Surface-adsorbed masks
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