该团队合成了表面涂覆有两种不同有机分子的金纳米粒子。

日本研究人员发现，位于气/水界面的金纳米粒子能够响应温度变化和机械压缩，动态重组其结构。

研究团队揭示，有机分子在纳米粒子表面分布的微小变化，便可引发整个纳米粒子层的大尺度结构转变。

日本东北大学SRIS的蟹江澄志教授表示：“这项研究表明，极其微小的分子层面变化就能导致纳米粒子体系发生剧烈的结构转变。我们相信，这一发现为设计能够动态响应环境的智能自适应材料开辟了全新途径。”

金纳米粒子表现出类液体行为

研究人员揭示，表面带有温度响应性有机配体的金纳米粒子表现出类液体行为，由此改变了它们在气/水界面上的整体排列方式。有机配体的自适应运动会改变粒子的形状对称性，从而引发从岛状到网络状排列的动态重组。

根据一份新闻稿介绍，在干燥环境中，附着于纳米粒子表面的有机分子通常流动性极为有限，结构变化往往需要100°C以上的温度。为克服这一挑战，研究人员将目光投向气/水界面，在这里，涂覆疏水分子的纳米粒子会自然组装成二维层状结构。

该团队合成了表面涂覆两种不同有机分子的金纳米粒子：一种是具有温度响应性的树枝状液晶分子，被称为“树枝状分子”（dendron）；另一种是简单的直链配体。随后，他们考察了这些纳米粒子在温度升高以及纳米粒子层受到机械压缩时的行为表现。

纳米粒子形成孤立的岛状结构

团队还指出，实验中观察到高度动态的类液体行为。在室温下，纳米粒子形成孤立的岛状结构；随着温度升高，这些结构逐渐转变为链状排列，进而在约40°C时形成大规模的网络状图案；当该层受到压缩时，网络结构又重新恢复为岛状区域。

研究人员还揭示，通过利用汉堡DESY同步辐射设施进行X射线测量，团队确定了这一行为背后的机制：两种表面分子会响应外部刺激，在纳米粒子表面自发重新分布。这改变了纳米粒子的表观对称性，从而驱动整个组装体发生大规模重组。

研究团队还证明，金纳米粒子（Au NPs）上的配体重新分布会诱导产生突现的纳米粒子形状各向异性，进而驱动界面单层膜发生方向性重组。

这项发表于《美国化学会志》的研究提出了一种在液体界面处设计具有可调拓扑结构的温度响应性纳米粒子单层膜的思路，并凸显出界面限域效应如何从根本上改变配体介导的组装行为。

研究人员还揭示，当无机纳米粒子聚集时，它们的光学、电子和磁学性质强烈依赖于其排列方式。因此，若能以可控的方式重组这些排列，将为材料性能的调控提供一种强有力的手段。

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