手性金纳米晶体是生物感测和治疗应用的有前景材料。然而，在种子介导的合成过程中手性如何产生尚不明确，导致对形态和手工艺性质的控制有限。本书表明，手性生长可以通过金表面手性胶束的取向顺序介导。定量三维电子显微镜和分子动力学模拟揭示了该机制的生长规则，并证明类线圈胶束在种子表面以优先晶体方向定位，以模拟层级手性特征的生长。这些特征具有特定的扭转-方向耦合，解释了分子手征诱导子和种子晶体结构如何同时作为立体选择性参数。这些分析表明界面活性剂组装体在种子介导合成中扮演新角色，揭示了手性转移的基本方面，对手性和各向异性纳米结构的理性合成具有重要意义。

图1

在S-联萘胺存在下，SC和PT种子在过度生长过程中会产生褶皱。（a）SC纳米棒和（b）PT纳米棒生长的动力学序列，展示了从种子（左侧示意图，未按比例）到胶束模板化产物的演变过程（右侧为通过电子断层扫描重建的选定时间点代表性颗粒的表面渲染图），所有过程均在S-联萘胺存在下进行。底行显示了沿纳米棒长轴的顶视图，以及早期阶段沿方向优先生长的示意图。所有比例尺均为30纳米。

总结

这篇新研究把金纳米棒表面那些细密褶皱的生长规律彻底理清了。过去大家知道，在S-联萘胺存在下，单晶种子会长出右手螺旋的褶皱，而五重孪晶种子反而长出左手螺旋，但为什么会这样一直没搞明白。作者用高分辨电子断层扫描和分子动力学模拟，直接看到了褶皱从种子表面冒出来的全过程。结果发现，不管是哪种种子，早期生长都优先沿着方向，随后褶皱会沿着和方向延伸，而褶皱的排列方向则偏好和。真正决定最终手性的是两个因素：手性胶束自身的扭转方向，以及胶束在金表面不同晶面上的取向有序性。单晶种子暴露的晶面组合导致褶皱呈现右手性，五重孪晶种子则相反。

更有意思的是，胶束在金表面并不是随意贴上去的。模拟显示，在(100)面上，BINAMINE-CTA⁺胶束会整齐地沿[010]方向排列；在(110)面上则形成±30°左右的锯齿形图案，恰好对应方向。这种取向有序性加上胶束自身的扭转，使得褶皱在纳米棒表面交替出现沿和方向的区域，从而产生类似螺旋的扭转。也就是说，手性不是整个纳米棒的事，而是每一个褶皱片段自己的事。这套生长规则不仅解释了单晶和孪晶种子的相反手性，也为今后按需设计不同手性的金纳米结构提供了明确思路。

参考文献：