使用分子胶制成的纳米“相机”可实时监测化学反应
英国剑桥大学研究人员与波兰科学院物理化学研究所（Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Science）、英国伦敦大学国王学院（King’s College London）、英国伦敦大学学院（University College London）的研究人员合作，使用分子胶制成的纳米“相机”可实时监测化学反应。该研究成果发布在自然纳米技术杂志。
图片就是由剑桥大学提供的，由剑桥大学领导的一个研究团队制造的设备，研究者使用一种叫做葫芦脲(cucurbituril简称CB)的分子胶将微小的半导体纳米晶体(量子点)和金纳米颗粒结合起来。当与待研究分子一起加入水中时，这些成分会在几秒钟内自我组装成一种稳定、强大的工具——微型相机（Nano ‘camera’），可以实时监控化学反应。这个平台是一个非常大的工具箱——它为化学反应成像开辟了许多新的可能性。研究者能够使用此纳米相机观察先前理论上预测其存在，但至今一直尚未直接观察到的化学物种。
该平台可用于研究各种潜在应用的广泛分子，例如改进光催化和可再生能源光伏。
研究团队开发的新方法使用葫芦脲——一种与半导体量子点（semiconductor quantum dots）和金纳米粒子强烈相互作用的分子胶。研究人员使用小型半导体纳米晶体通过他们创造的界面自限聚集过程来控制较大纳米粒子的组装。该过程导致产生与光相互作用的可渗透且稳定的混合材料。该相机用于观察光催化和跟踪光诱导电子转移。
为了制造纳米相机，该团队在室温下将各个组件以及他们想要观察的分子添加到水中。以前，当金纳米粒子在没有量子点的情况下与分子胶混合时，这些成分会发生无限聚集并从溶液中脱落。然而，根据研究人员开发的策略，量子点介导了这些纳米结构的组装，从而使半导体-金属混合物控制并限制了它们自身的尺寸和形状。此外，这些结构可以保持稳定数周。
使用相机，他们能够观察自由基物种即一种具有不成对电子的分子的形成，以及它们的组装产物，如西格玛二聚紫罗碱物种（sigma dimeric viologen species），其中两种自由基形成可逆的碳-碳键。虽然后一种物种已经在理论上预言其存在，但从未被观察到。
考虑到现在可以使用这种化学方法耦合在一起的金属和半导体构件的数量，这个平台是一个非常大的工具箱——它通过拍摄受监控的化学系统的快照，为化学反应成像和传感开辟了许多新的可能性。设置的简单性意味着研究人员不再需要复杂、昂贵的方法来获得相同的结果。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
研究人员目前正致力于进一步开发这些杂交体，以实现人工光合作用系统和光催化，其中可以直接实时观察电子转移过程。该团队还在研究碳-碳键形成的机制以及电池应用的电极界面。
