病毒辅助的纳米线的合成与组装

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1、病毒辅助的纳米线的合成与组装张群喜 SC06014021张 帅 SC06014023周伯柱 SC06014022陈 佳 SC06014003窦源东 SC06014063引言 纳米材料具有很多块体材料所不具备新奇的特性，如何简单地合成高质量的纳米材料是一个需要解决的问题。用病毒作为模板合成纳米材料是一种新颖且有潜力的方法。 现在科研人员已经用这种方法合成了很多纳米材料，比如ZnS,CdS,CdSe, Co3O4 纳米线等。目 录 方法优点 方法介绍 方法推广 前景与展望生物分子辅助合成的优点 具有分子识别和自组装的能力 具有可编程性 是一种通用模板 病毒蛋白具有特异亲和力 合成所需条件温和 后处

2、理过程少 可以合成多种组分的单分散的纳米晶 具有分子识别和自组装的能力 生物体系是分子级别的由核酸蛋白质等复杂的一级一级地组装起来的，是由下到上组装的完美例子。蛋白质具有分子级的识别与组装能力，而这种能力正是我们在合成纳米材料时所需要的。 具有可编程性 可以通过改变病毒的基因使它的蛋白质上具有对不同物质具有亲和力的多肽，从而合成不同物质。是一种通用模板这种体系可以作为半导体，金属，氧化物，磁性材料通用模板。 合成方法M13病毒由约2700个大分子蛋白质(p8)螺旋围绕在单条DNA链上,小分子蛋白质(p3,p6,p7和p9)分布在两端。四缩谷氨酸(E4) 20种基本氨基酸之一 合成方法1.基因修

3、改2.基因表达合成操作 在Co的氯化物水溶液中(1mM)加入E4病毒,室温下保持30min,以促进Co离子的键合,再用NaBH4还原,自氧化,结晶态的Co3O4纳米丝就形成了。 有人用病毒先与ZnCl2溶液混合12小时然后再混入Na2S溶液在0反应24小时。 这个体系的另一个优点是可以通过改变缩氨酸与Co离子的相互作用来控制Co3O4纳米线的纳米结构。稍高浓度的氯化钴（5mM）与10mM NaBH4产生了枝状纳米结构。用1mMCo离子和5mM NaBH4在4下使Co3O4结晶并生长结果得到了离散的纳米粒子的组装。 在合成ZnS的实验中，若选用A7作为ZnS特异性多肽则合成的是六方纤锌矿结构，若

4、用 Z8则合成的是四方闪锌矿。实验结果后处理 将得到的纳米线在低于材料熔点的温度下退火即可得到纳米晶方法推广 通过在同一病毒中引入两种对不同物质具有特异亲和力的多肽，合成两种物质均匀分散的纳米线。方法推广 经过改进的含有对金有特异亲和力的多肽的E4与含有直径5nm左右的金纳米粒子的悬浮液混合在一起，结果金纳米颗粒附着在散落于p8中间的金特异羧氨酸上，形成一维金纳米阵列。不含有金特异羧氨酸的病毒上并没有附着金纳米粒子。用离心法将过剩的没有附着的金纳米粒子除去后，再让Co在病毒上成核生长，就合成了将5nm金粒子均匀分散于Co3O4纳米线上的混合纳米结构。 方法推广前景与展望 病毒是一种高度有序，经济的合成纳米线的通用模板，通过基因编程可以控制所合成的材料的组分，相和纳米粒子组装。通过进一步改进，我们可以合成多组分单分散纳米材料，具有广阔的发展前景。 祝大家元旦快乐谢谢！