Page 38 - 《精细化工》2023年第3期
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·494· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
片状结构有着更强的各向异性，在界面处更不易旋 （2）两亲 Janus 特征使得两亲 Janus 纳米片在水
转、翻转，且具有较高的界面活性，所形成的乳液 溶液中的分散特性不同于传统的纳米颗粒，传统的
具有更好的稳定性。KIRILLOVA 等 [19] 以高岭石纳 胶体稳定理论已不适用于描述两亲 Janus 纳米片分
米片为基底，分别在高岭石纳米片两侧接枝亲水聚 散体系，需要继续深入探索两亲 Janus 纳米片的分
合物和疏水聚合物得到两亲 Janus 纳米片，使用该 散特性，建立起更加准确的胶体稳定理论模型；
纳米片制备的乳液可稳定 7 d 而不发生相分离。此 （3）两亲 Janus 纳米片与常规纳米颗粒相比，优
外，在两亲 Janus 纳米片表面引入特定的化学基团 势在于具有较强的界面活性与界面稳定性，但目前
可使其制备的乳液具备环境响应性。ZHAO 等 [34] 以 对两亲 Janus 纳米片在流体界面的聚集和组装行为
一侧是氨基，另一侧是硅羟基的 Janus 纳米片为基 尚没有系统的研究；
础，经原子转移自由基聚合（ATRP）反应在纳米片 （4）纳米颗粒表面的微观化学基团组成与分布
两侧分别接枝温敏性和 pH 响应性聚合物，得到表 决定了其宏观物理特性，但这方面的实验难以开展，
面润湿性受温度、pH 控制的两亲 Janus 纳米片，实 还需进一步探索两亲 Janus 纳米片宏观胶体稳定性
现了温度和 pH 对乳液类型和稳定性的双重调节。 与其微观化学基团组成之间的构效关系；
两亲 Janus 纳米片也可用于石油开采领域，在 （5）建立科学合理的研究方法是下一步的科研
提高原油采收率方面具有较大的应用潜力。YIN 等 [11] 重点，如何采用创新的实验手段与数值模拟和分子
以碳酸钙为模板制备了羧基/烷基复合硅基两亲 动力学模拟相结合是未来研究两亲 Janus 纳米片物
Janus 纳米片（CSAJN）。CSAJN 一侧为亲水羧基， 理性质的发展方向；
另一侧为疏水烷基，能够降低油水界面张力，提高 （6）两亲 Janus 纳米片在一些领域已展现巨大
油水界面膜强度。驱油实验表明，CSAJN 具有优异 的应用潜力，系统研究两亲 Janus 纳米片物理、化
的驱油性能，在超低添加量（质量分数 0.005%）下 学结构与应用性能间的构效关系也是未来的方向。
可将原油采收率提高 18.31%。另外，采用界面保护
参考文献：
法制备的氧化石墨烯基两亲 Janus 纳米片在提高原
油采收率方面也表现出巨大的应用潜力 [67] 。 [1] CASAGRANDE C, FABRE P, RAPHAËL E, et al. "Janus beads":
realization and behaviour at water/oil interfaces[J]. Europhysics
两亲 Janus 纳米片还可用于界面催化，解决了
Letters, 1989, 9: 251-255.
传统非均相反应中表面活性剂难分离的问题。JI 等 [89] [2] DE GENNES P G. Soft matter[J]. Reviews of Modern Physics, 1992,
利用 ATRP 方法在两亲 Janus 纳米片一侧接枝聚离 64: 645-648.
[3] XIE H, SHE Z G, WANG S, et al. One-step fabrication of polymeric
子液体聚合物刷，并通过离子交换将具有良好催化
Janus nanoparticles for drug delivery[J]. Langmuir, 2012, 28:
活性的杂多酸阴离子固载于两亲 Janus 纳米片的另 4459-4463.
一侧。以此两亲 Janus 纳米片为颗粒乳化剂对甲苯 [4] PATRA D, SENGUPTA S, DUAN W T, et al. Intelligent, self-
powered, drug delivery systems[J]. Nanoscale, 2013, 5: 1273-1283.
和甲基橙水溶液进行乳化，甲基橙被吸附至两亲 [5] MA Q L, WANG J X, DONG X T, et al. Flexible Janus nanoribbons
Janus 纳米片表面并被催化降解，油溶性的降解中间 array: A new strategy to achieve excellent electrically conductive
产物被萃取至甲苯中。该 Janus 乳液催化体系中的界 anisotropy, magnetism, and photoluminescence[J]. Advanced Functional
Materials, 2015, 25: 2436-2443.
面催化和相转移协同作用使得催化效率得到显著提 [6] TRAN L T C, LESIEUR S, FAIVRE V. Janus nanoparticles: Materials,
高。 preparation and recent advances in drug delivery[J]. Expert Opinion
on Drug Delivery, 2014, 11: 1061-1074.
5 结束语与展望 [7] TANG C, ZHANG C L, SUN Y J, et al. Janus anisotropic hybrid
particles with tunable size from patchy composite spheres[J].
Macromolecules, 2013, 46: 188-193.
尽管两亲 Janus 纳米片的制备方法已有大量报
[8] MEJIA A F, DIAZ A, PULLELA S, et al. Pickering emulsions
道，关于其胶体与界面性质方面的研究也在不断深 stabilized by amphiphilic nano-sheets[J]. Soft Matter, 2012, 8:
入，但是目前两亲 Janus 纳米片的制备方法仍存在 10245-10253.
[9] CHEN Y, LIANG F X, YANG H L, et al. Janus nanosheets of
诸多缺陷，表征手段仍非常局限，胶体与界面性质
polymer-inorganic layered composites[J]. Macromolecules, 2012, 45:
方面的认识还需要进一步地深入研究。通过现阶段 1460-1467.
研究总结认为：两亲 Janus 纳米片的制备及胶体与 [10] JIA F, LIANG F X, YANG Z Z. Janus mesoporous nanodisc from
gelable triblock copolymer[J]. ACS Macro Letters, 2016, 5: 1344-1347.
界面性质方面仍有一些具有挑战性的问题需要克
[11] YIN T H, YANG Z H, DONG Z X, et al. Physicochemical properties
服，主要有以下几个方面： and potential applications of silica-based amphiphilic Janus nanosheets
（1）两亲 Janus 纳米片复杂的制备过程是目前 for enhanced oil recovery[J]. Fuel, 2019, 237: 344-351.
制约应用的关键因素，如何大批量、低成本地制备 [12] CHA B G, PIAO Y, KIM J. Asymmetric nanoparticle assembly via
simple mechanical pressing using relative hardness of materials[J].
得到符合应用需求的产品仍是未来的重点研究方向； Materials Research Bulletin, 2015, 70: 424-429.
