复旦大学聂志宏教授AM:构建可逆等离子体纳米粒子阵列的新策略

等离子纳米粒子(如金、银和铝粒子)表现出独特的光学性质，如局部表面等离子共振(LSPR)。等离子体纳米粒子的特殊组织使得调控等离子体相互作用成为可能，因此其光学性质可以调控。目前，已经有一些关于将等离子体纳米粒子组装成各种类型结构的报道，如纳米粒子簇、链、微球和阵列等。在各种类型和组合的等离子体纳米粒子中，纳米粒子的二聚体簇显示出强的光学近场耦合并形成热点，电磁场集中在热点中。这些性质取决于纳米粒子的相互作用距离和方向以及纳米粒子的大小、形状和组成。这些特性也显示了等离子体纳米粒子二聚体团簇在表面增强拉曼光谱(SERS)检测、无掩模超高分辨率光刻、增强化学合成和纳米像素显示方面的巨大应用潜力。现有的等离子体纳米粒子二聚化策略包括电磁相互作用诱导的组装、位点功能化的组装方法、DNA折叠模板引导的组装和定量反应控制的纳米粒子键合策略。然而，通过这些方法组装的等离子体纳米颗粒的二聚体将分散在溶液相中，并且溶剂在挥发后将随机且不规则地分布在基底的表面上。然而，许多等离子体纳米结构需要被排列以满足特定的要求。然而，构建具有亚波长分辨率和任意模式的等离子体二聚体阵列仍然非常具有挑战性。这是因为这种等离子纳米颗粒阵列的构建高度依赖于自上而下的技术，如电子束蚀刻、光刻和其他方法。这些方法虽然精度很高，但还是有很大的局限性。另一方面，自下而上的组装方法可以利用纳米尺度的化学图案或拓扑凹槽作为模板，在基底上合成等离子体纳米颗粒。然而，这种方法需要额外的蚀刻步骤，并且限制了二聚体的三维取向。

因此，复旦大学聂志宏教授开发了一种基于通用扫描的策略，以有效构建方向可控的等离子体激元准3D图案排列，可用于信息加密。该成果发表在《高级材料》杂志上，标题为“用于信息加密的塑料维度准3D图案化阵列的激光扫描导向组装”。

文章亮点:

1.该策略结合了自下而上和自上而下的方法。这种方法非常灵活，可以从不同大小和形状的纳米粒子形成高分辨率的血浆二聚体模式。

2.可以精确调节血浆二聚体的Z轴方向、颗粒间距以及纳米颗粒的大小和形状，从而调节二聚体阵列的耦合共振；

3.该策略构建的图案化二聚体阵列可用于信息加密，其等离子体颜色可通过激光照射去除，纳米粒子周围的聚合物涂层可重复显示和擦除。

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