《易經(jīng)?系辭》有言：“易有太極，是生兩儀。兩儀生四象，四象生八卦。”又言：“一陰一陽之謂道，繼之者善也，成之者性也。陰陽合德，而剛?cè)嵊畜w，以體天地之撰，以通神明之德，以類萬物之情。”中國古代哲學(xué)家認為陰陽之間的相互作用是世間萬物生成和變化的肇始，即“陰陽相成”，這為人們認識世間萬物的繁衍規(guī)律和創(chuàng)造新的事物提供了思路。貴金屬納米粒子（NMNPs）由于其具有表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、可調(diào)諧的光學(xué)和電子性能、良好的催化活性等特點，在諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。此者，可視為陰。葫蘆脲（CB[n]s）是由n個甘脲單元通過亞甲基橋聯(lián)形成的第四代大環(huán)主體分子，具有剛性、高度對稱性、生物相容性、特異的主客體識別等性質(zhì)。獨特的空腔性質(zhì)和杰出的主客體識別能力賦予了CB[n]s在超分子化學(xué)和材料科學(xué)中的標(biāo)志性地位。此者，可視為陽。NMNPs和CB[n]s二者之間看似毫無聯(lián)系，卻可相互依存、相互化生、相互為用、相互吸引地共處于一個統(tǒng)一體中，不僅結(jié)合并增強了二者的優(yōu)異特性，而且產(chǎn)生了一系列新型的多功能超分子雜化納米材料，極大地擴展了其應(yīng)用范圍，使其成為具有廣闊應(yīng)用前景的多功能平臺。此乃，陰陽相成以至萬物化生。
隨著現(xiàn)代材料研究不斷地向交叉融合方向發(fā)展，合理利用各種材料的優(yōu)點以獲得更加優(yōu)異的性能成為了重要的研究方向。近日，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院譚麗麗副教授、尚利教授和吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院楊英威教授在Advanced Functional Materials上發(fā)表了題為“Cucurbiturils-Mediated Noble Metal Nanoparticles for Applications in Sensing, SERS, Theranostics and Catalysis”的綜述文章（DOI: 10.1002/adfm.202007277），并入選“Hot Topic: Surfaces and Interfaces”。該文章系統(tǒng)地綜述了超分子大環(huán)葫蘆脲介導(dǎo)的貴金屬納米粒子的研究現(xiàn)狀，梳理歸納了構(gòu)筑策略及其在傳感、表面增強拉曼散射（SERS）、診療和催化領(lǐng)域所取得的重要應(yīng)用進展，全面解讀了葫蘆脲與貴金屬納米粒子“陰陽相成”以至“萬物化生”的過程，并展望了其發(fā)展前景和目前存在的挑戰(zhàn)。該論文的共同第一作者為西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院在讀碩士生魏夢瑩。由于CB[n]s具有帶負電荷的羰基端口和極性內(nèi)腔，對金屬和穩(wěn)定劑具有很高的親和力，因此通常采用自組裝、配體交換和原位合成三種方法構(gòu)建CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs，其中原位合成方法包含兩種策略：一是CB[n]s或其主客體復(fù)合物作為穩(wěn)定劑，二是CB[n]s同時作為還原劑和穩(wěn)定劑。CB[n]s的引入實現(xiàn)了簡單、精確地控制NMNPs的形狀、尺寸、穩(wěn)定性、生物相容性、表面功能、組裝、光學(xué)和催化性能等，這也是限制NMNPs發(fā)展的挑戰(zhàn)性難題。值得注意的是，結(jié)合CB[n]s可逆的主客體識別性能，有效提高了傳感、SERS、疾病診療和催化的靈敏性、可控性和選擇性。首先，CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs用于表面等離子體共振傳感、熒光傳感和電化學(xué)傳感，實現(xiàn)了快速定量檢測酶和蛋白及其活性、高靈敏多通道癌細胞識別、藥物和尸胺等的抗干擾檢測，展現(xiàn)了在疾病檢測診斷、藥物代謝、食品質(zhì)量、環(huán)境污染等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。第二，CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs是理想的SERS基底，通過3D組裝、各向異性1D鏈組裝、表面組裝三種超分子組裝方法可控、精確地構(gòu)筑了剛性的、可重復(fù)、可接近的SERS“熱點”，實現(xiàn)了SERS性能調(diào)控，CB[n]s獨特的拉曼活性和主客體識別捕獲性能大大提高了檢測靈敏度和選擇性，實現(xiàn)了單分子檢測分析。第三，CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs作為智能材料，已經(jīng)在高效和智能的疾病診療方面取得了重要的進展，包括調(diào)控藥代動力學(xué)和毒性、提高藥物裝載效率和組織穿透深度、可控和靶向給藥治療、保持藥物生物活性、多重治療等方面。第四，CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs具有更高的催化活性、穩(wěn)定性、選擇性、可回收利用性、生物和經(jīng)濟友好性，在生物正交催化、化學(xué)催化、電催化、光催化等領(lǐng)域都展現(xiàn)了優(yōu)異的性能。最后，作者從材料制備、性能調(diào)節(jié)、材料形成機理及其構(gòu)效關(guān)系、應(yīng)用開發(fā)等方面詳細闡述了CB[n]s介導(dǎo)的NMNPs遇到的瓶頸問題、面臨的挑戰(zhàn)以及發(fā)展的方向和前景。這一快速發(fā)展的領(lǐng)域必將在不久的將來產(chǎn)生更先進的功能材料，并隨之產(chǎn)生新的應(yīng)用。
