1. 使用Au納米晶體作為種子的單分散五股孿晶銅納米棒的雜金屬種子介導的合成方法。2. 通過改變金晶種和銅前驅體之間的摩爾比，可以很容易地將納米棒的寬高比從2.8調整到13.1，從而在762到2201 nm范圍內調整窄的縱向等離子體共振。3. 具有寬廣的寬高比的均勻膠態Cu納米棒為一維金屬納米衍生物的合成提供了方法，并在表面增強光譜，生物成像，電催化等領域的應用開辟了新途徑。1. 膠體金和銀金屬納米棒（NRs）具有長寬比相關的縱向表面等離振子共振（LSPR），已在表面增強光譜，等離激子增強的光催化，近紅外（NIR）生物成像和治療等領域得到了廣泛的應用。2. 銅是一種富含地球的廉價金屬。納米結構的銅非常適合用于透明導體和催化應用，但是與金和銀等系統相比，Cu NC的形狀控制仍遠遠落后。一個主要障礙在于對銅在反應條件下的動力學形態以及將銅前體轉化為金屬銅的動力學途徑的了解不足。另一個復雜因素是，納米級銅具有很強的氧化趨勢，尤其是在水溶液中。3. 在一維Cu納米材料中，NR的例子比納米線少得多，這凸顯了避免拉長的Cu納米結構迅速發展成納米線的困難。目前，對具有寬可調長寬比（AR）和尺寸的單分散Cu NR的需求推動了進一步的合成開發和對生長途徑的機械理解的改善。有鑒于此，美國印第安納大學Xingchen Ye教授課題組報道了一種異金屬種子介導的方法，使用預先形成的Au NCs作為種子，合成具有均勻的直徑和可變的長度的Cu NRs。元素分析表明，形成的NRs主要由銅組成，金含量通常低于3 at ％。通過改變金晶種和銅前體之間的摩爾比，NR的AR可以很容易地從2.8改變到13.1，從而產生從762到2201 nm。
合成過程中，油胺既作為還原劑又作為溶劑。首先，在80℃下，合成Cu-油胺化合物，可得到透明藍色溶液。當溶液加熱到180℃時，溶液顏色由藍色變為淺黃色，Cu2+被還原為Cu+。加入Au種后，最終可得到平均直徑和長度分別為12.5和100納米的Cu納米棒。在不加入Au作為晶種的反應中，是無法合成Cu納米棒的。圖2. 以預先形成的Au NCs為種子，合成具有均勻的直徑和可變的長度的Cu NRs。合成的Cu納米棒具有環狀的五線孿晶結構，具有五個{111}型孿晶邊界，它們沿共同的[110]縱向徑向排列，這與先前獲得的多線金屬NR和納米線的結果一致。
在一定Cu前驅體濃度下，通過降低Au種的濃度，長寬比可從2.8調整為13.1，最終可達到35。所合成的納米棒均具有12.5 nm的直徑和五重結構。
隨著Cu納米棒的長寬比從2.8逐漸增加到13.1，縱向表面等離子體共振（LSPR）波長的位置從762 nm紅移到2201 nm。每個樣品均觀察到尖銳的峰。利用時域有限差分（FDTD）進行模擬，發現LSPR波長的位置和Cu納米棒的長寬比呈線性關系。通過對不同反應時間的中間體進行表征，發現隨著球狀種子向NRs的生長，NCs逐漸富集Cu。反應中間體表現出波浪狀的表面形態，這可能是NC融合所致。種子NC中雙晶平面的存在可能是促進各向異性生長的決定性因素。盡管從理論上預測五元孿晶結構，并通過實驗證明其對于小型Au NCs比單晶更穩定，但不能排除存在少量單晶晶種的情況，該晶種可能會在整個反應過程中以球形實體形式存在。同樣，可能會原位生成雙平面，這在將銅沉積到Au（100）單晶和單晶Au NCs上時顯示。
反應中間體的研究表明，金-銅合金中納米級的快速擴散促進了初始對稱性的破壞，并與具有富金表面的細長NC的形成相吻合。NCs逐漸富集銅，并最終產生定義明確的NR。揭示的詳細反應途徑可能為銅NC的形狀控制合成提供了新策略。此外，具有廣泛可調AR的Cu NRs的可用性將為衍生的一維單金屬和多金屬納米結構開辟豐富的設計空間，并將在表面增強光譜學，生物成像，電催化等領域實現新的應用。Xingchen Ye et al. Heterometallic seed-mediated growth of monodisperse colloidal copper nanorods with widely tunable plasmonic resonances. Nano Lett., 2020.DOI: 1021/acs.nanolett.0c02648https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c02648
