Patchy metal nanoparticles with polymers: controllable growth and two-way self-assembly
Source abstract
Abstract
We report a new design of polymer-patched gold nanoparticles (AuNPs) with controllable interparticle interactions in terms of their direction and strength. Patchy AuNPs (pAuNPs) are prepared through hydrophobicity-driven surface dewetting under deficient ligand exchange conditions. Using the exposed surface on pAuNPs as seeds, a highly controllable growth of AuNPs is carried out via seed-mediated growth while retaining the size of polymer domains. As guided by ligands, these pAuNPs can self-assemble directionally in two ways along the exposed surface (head-to-head) or the polymer-patched surface of pAuNPs (tail-to-tail). Control of the surface asymmetry/coverage on pAuNPs provides an important tool in balancing interparticle interactions (attraction vs. repulsion) that further tunes assembled nanostructures as clusters and nanochains. The self-assembly pathway plays a key role in determining the interparticle distance and therefore plasmon coupling of pAuNPs. Our results demonstrate a new paradigm in the directional self-assembly of anisotropic building blocks for hierarchical nanomaterials with interesting optical properties.
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Research context
OpenAlex topics: Pickering emulsions and particle stabilization · Gold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications · Surfactants and Colloidal Systems
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Polymer Program, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA
Department of Chemistry, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA
Institute of Materials Science, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA
Funding
University of Connecticut · National Science Foundation
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