疏水-亲水相互作用驱动快速纳米颗粒组装

纳米颗粒独特的物理和光学性质使其可靠且快速的组装成为纳米技术的重要目标。为此，许多竞争驱动力已被用于调控自组装，尽管可靠性和效率问题表明纳米尺度界面尚未被完全理解。本文首次报道，化学纳米图案化疏水表面与相邻亲水区域（一种 Janus 界面）之间的水介质流动可有效用于以单纳米颗粒分辨率快速组装纳米颗粒。我们发现，水从该 Janus 界面的去湿驱动了纳米颗粒从静电稳定的纳米颗粒胶体组装到疏水区域，并通过移除湿润界面之间任何水合势垒对粘附所产生的阻力而加速，从而使得纳米颗粒组装在一分钟之内完成。我们将这种受控纳米颗粒组装方法称为 Janus 界面纳米颗粒组装——JINA。然后，我们通过 pH 切换展示了对该机制的控制，并证明了其在制造中的有效性：快速创建单纳米颗粒位点与单颗粒宽线条，同时致密涂覆宏观尺度特征。这种组装方法不仅对纳米制造具有深远影响，该机制的意外性质也挑战了关于纳米颗粒自组装界面相互作用的许多普遍假设。