近日，深圳大学高等研究院高永祥团队在美国化学会的《ACS Applied Materials & Interfaces》（影响因子：8.758，中科院一区）杂志上发表了题为 “Design and One-Pot Synthesis of Capsid-Like Gold Colloids with Tunable Surface Roughness and Their Enhanced Sensing and Catalytic Performances”的研究论文。深圳大学高等研究院为该论文的唯一完成单位和通讯单位，高永祥研究员为论文唯一通讯作者，林官华副研究员为论文的第一作者。
近年来，新型胶体结构的设计与合成已成为多学科交叉的一个重要研究领域。在微纳尺度上设计与调控胶体颗粒的结构，可赋予颗粒大比表面积、低密度、高承载能力等优点，使其具有增强的光学、机械、电化学和催化等性能，可拓展胶体颗粒在传感、能源、催化、环境修复、药物载体和生物医学等领域的应用，是目前学术研究和应用探索的热点问题。
受自然界中病毒衣壳状结构的启发，高永祥研究员团队以具有生物兼容性的单宁酸作为软模板和还原剂来设计和制备空心胶体金颗粒，利用溶液的pH值来调控胶体的尺寸大小及表面粗糙度，并提出了胶体金颗粒的表面粗糙程度取决于金离子被还原时单宁酸分子中的酚羟基参与情况的化学反应机制。通过对金颗粒表面微纳结构的控制，该团队发现表面更为粗糙胶体金颗粒在表面增强拉曼、催化等方面展现出更为优良的性质。最后以检测生物分子谷胱甘肽为例，该团队设计了基于TMB（3,3',5,5'-四甲基联苯胺）分子变色反应的传感器，并展示了该传感器的良好的分子选择性和检测灵敏度。该研究为调控胶体空腔及表面微纳结构提供了新的化学合成方法，建立了胶体结构与功能之间的关联，展示了衣壳状胶体金颗粒在传感及催化领域的良好应用前景，对设计与制备其他功能胶体具有重要指导意义。
该研究工作得到国家自然科学基金（11774237、21902107）和深圳市科技创新委员会（JCYJ20170818141727254）等项目的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.0c14802