胶体纳米粒子的自组装使得连接纳米世界和宏观世界以及制造复杂的纳米结构成为可能。纳米粒子介导的组装使许多潜在的应用成为可能，从生物检测、纳米医学到光电设备。组装材料的性能不仅取决于纳米颗粒单元的性质，还取决于纳米颗粒在组装材料中的空间位置。深入理解纳米颗粒之间的相互作用是在组装过程中控制纳米颗粒排列的先决条件。

有鉴于此，新加坡国立大学刘晓刚教授、西北工业大学Xiaowang Liu和南开大学Xiyan Li等人，综述了胶态无机纳米晶体自组装的研究进展，概述了控制液相组装的粒子间的相互作用。重点介绍了使用不同类型的构建单元来说明纳米颗粒组装成有序超结构的示例，包括等离激元纳米颗粒，磁性纳米颗粒，镧系元素掺杂的纳米磷酸盐和量子点。还介绍了纳米粒子集合体的物理化学性质，尤其是那些由粒子耦合效应引起的性质。最后进一步讨论了未来的研究方向和挑战。

本文要点

1）综述了无机纳米粒子组装的最新进展。描述了组装单元显示出的结构变化，这取决于纳米颗粒构建单元的性质和应用的不同策略。纳米粒子的自组装与原子级或分子级反应之间有很大的相似之处。纳米尺度的力是决定组装体内纳米粒子键的方向、强度和长度的最重要参数。纳米粒子键合不仅受纳米粒子单体固有属性的影响，而且还受实验条件（包括浓度，温度和溶剂极性）的影响。

2）与原子或分子水平上反应的可控性相比，纳米粒子自组装的研究仍处于早期阶段。目前最具挑战性的任务之一是缺乏一种通用有效的方法来装备具有定向反应性的纳米粒子单体。如果能够实现该目标，则可以基于碰撞理论通过控制纳米颗粒反应物的横截面来获得额外的可控性。另一种方法是向能够从单个分子集合中生成复杂分子集合的生物系统学习。在保留纳米粒子反应物的情况下，了解决定自组装行为的热力学和动力学因素，有助于开发具有理想宏观性能的超结构。与自上而下的光刻纳米制造相比，自下而上的自组装方法具有明显的优势，如低成本、可扩展的合成和无需复杂的仪器。然而，精确控制粒子间距和创建大规模、无缺陷的纳米颗粒阵列仍然是巨大的挑战。

参考文献：

Xiyan Li et al. Self-assembly of colloidal inorganic nanocrystals: nanoscale forces, emergent properties and applications. Chem. Soc. Rev., 2020.

DOI: 10.1039/D0CS00436G

https://doi.org/10.1039/D0CS00436G