Polymerkäfige als universelles Hilfsmittel für die präzise Bottom‐up‐Synthese metallischer Nanopartikel

Eine neue, Templat‐gestützte Synthese monodisperser Nanopartikel stellt keine Anforderungen an die Selbstorganisation und ist hoch reproduzierbar. Hierzu werden maßgeschneiderte Polymerkäfige für die Synthese von Nanopartikeln verwendet, die aus vernetzten Makromolekülen mit Thiolendgruppen bestehen. Goldnanopartikel (AuNPs) wurden in verschiedenen Verhältnissen von Polymerkäfig zu Gold in situ in den Polymerkäfigen synthetisiert. Die Polymerkäfige zeichneten sich dabei durch eine definierte Beladungskapazität aus, mit exzellenter Kontrolle über Form und Größe. Dagegen zeigten Kontrollversuche mit linearen Diblockcopolymeren einen linearen Anstieg der Partikelgrößen mit steigendem Goldanteil. Das unterschiedliche Wachstumsverhalten der AuNPs wird durch die Vernetzungsgrad‐abhängige Flexibilität der Polymerketten erklärt. Des Weiteren wird die Polymerkäfig‐gesteuerte In‐situ‐Synthese auf Silber‐ (AgNPs), Palladium‐ (PdNPs) und Platinnanopartikel (PtNPs) übertragen. „Gummizelle”︁ für Metallpartikel: Polymerkäfige mit Schwefeleinheiten, hergestellt über eine Umpfropfungsmethode („Grafting‐around”︁‐Methode), wurden als Template für die präzise und größenkontrollierte Bottom‐up‐Synthese von Metallnanopartikeln verwendet. Anders als Blockcopolymerliganden haben Polymerkäfige die Fähigkeit für eine kontrollierte Verkapselung von Nanopartikeln, was sie zu einem idealen Templat für Nanopartikel macht.