纳米粒子的应用范围十分广泛，从药物输送到电子产品再到空气净化。纳米粒子体积小、特性可调，对技术进步和科学研究特别有价值。当纳米粒子制成的聚合物接枝在一起时，材料的功能性可以得到改善。

有机纳米粒子(oNP)在化学上比无机纳米粒子更具多功能性，可以进行功能化和定制，以适应特定的生物医学和技术应用，然而，现有材料在机械性能和化学可调性方面受到限制。

美国国家科学院院刊(PNAS )最近发表的一项研究调查了超支化和化学交联对oNP的影响，通过两种机制的结合实现密集的键合网络。

该项研究由卡内基梅隆大学化学系 Krzysztof Matyjaszewski 和材料科学与工程系 Michael Bockstaller 领导，其成果展示了调节功能属性和弹性特性的能力，使得这种新颖的“自下而上”方法适合于创建广泛应用的功能材料。该项研究得到了能源部基础能源科学办公室的支持，并与休斯顿大学和德国马克斯普朗克聚合物研究所的研究人员合作完成，推进了对控制 oNPs 特性的参数以及使其合成的化学方法的根本理解。

“通过这些过程的结合，我们已经能够证明有机纳米粒子表现出无机类型刚度的能力，”Bockstaller 说。

这种对 oNPs 结构和性质的先进控制水平是由该研究的第一作者、化学博士生尹荣冠开发的利用原子转移自由基聚合(ATRP) 合成功能纳米粒子的新颖而精确的方法实现的。

Matyjaszewski 表示：“通过 ATRP 设计和精确制备的功能化有机纳米粒子实际上是摩尔质量达到 1 亿道尔顿的新型巨大单个大分子。”

新型 oNP 系统的一个重要特点是其大分子引发剂特性，可实现多种接枝改性。由此产生的刷状束缚 oNP 通过直接组装或集成，为一系列纳米材料技术开启了创新应用。

Bockstaller 表示：“这项研究中概述的功能的结合为有机纳米粒子进一步改善材料的光学特性打开了大门。”

Bockstaller 和 Matyjaszewski 团队即将开展的研究将在此研究的基础上进一步探索此类新型 oNPs 的荧光等功能化机会，并测量其在实际应用中的性能。

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