纳米金材料因其光学、电学和化学性质，在生物医学、材料科学、光电器件等领域展现出应用前景。纳米金的形态多样，包括纳米金球、纳米金棒、纳米金星等，不同形态的纳米金材料具有不同的物理化学性质。通过调控纳米金的表面特性，可以实现对其形态的定制，从而优化其性能，满足不同应用场景的需求。

纳米金的表面特性及其调控方法

（一）表面特性的重要性

纳米金的表面特性，如表面电荷、表面官能团、表面配体等，对其物理化学性质有影响。表面特性不仅决定了纳米金的稳定性、分散性，还影响其在生物医学、催化和光学等领域的应用性能。

（二）表面特性调控方法

化学修饰：通过化学反应在纳米金表面接枝特定的化学基团或聚合物，可以调节其表面特性。例如，通过接枝聚乙二醇（PEG）可以提高纳米金的水溶性和生物相容性。

配体交换：通过配体交换反应，可以将表面的原始配体替换为具有特定功能的配体。例如，将 CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）替换为硫醇类配体，可以改变纳米金的表面电荷和化学稳定性。

物理吸附：通过物理吸附将表面活性剂、聚合物或生物分子吸附到纳米金表面，可以调节其表面特性。例如，通过吸附蛋白质或抗体，可以赋予纳米金特定的生物活性。

纳米金棒的定制研究

（一）纳米金棒的合成方法

种子介导生长法：这是合成纳米金棒的常用方法。通过在金纳米种子表面吸附 CTAB，形成各向异性生长的模板，再通过加入氯金酸溶液和还原剂（如抗坏血酸），实现纳米金棒的生长。通过调节 CTAB 的浓度和反应温度，可以控制纳米金棒的长径比。

模板法：通过使用硬模板（如二氧化硅纳米棒）或软模板（如聚合物纳米纤维），可以实现纳米金棒的生长。这种方法可以控制纳米金棒的尺寸和形貌。

（二）表面特性对纳米金棒性能的影响

光学性能：纳米金棒的表面等离子体共振（SPR）吸收峰与其长径比密切相关。通过调节表面特性，可以控制纳米金棒的长径比，从而调节其 SPR 吸收峰。例如，通过改变 CTAB 的浓度，可以实现从可见光到近红外光的 SPR 吸收峰调控。

生物相容性：通过表面修饰，可以提高纳米金棒的生物相容性。例如，通过接枝 PEG 或生物分子，可以减少纳米金棒在生物体内的免疫反应，提高其在生物医学成像和药物递送中的应用价值。

催化性能：纳米金棒的表面特性也影响其催化性能。例如，通过在纳米金棒表面接枝特定的化学基团，可以调节其催化反应的活性和选择性。

（三）应用案例

生物医学成像：纳米金棒在近红外光区域具有强吸收峰，可以用于光热成像和光声成像。通过表面修饰提高其生物相容性和靶向性，纳米金棒可以实现高灵敏度成像。

药物递送：纳米金棒可以通过表面修饰负载药物分子，实现靶向递送。在近红外光照射下，纳米金棒可以将光能转化为热能。

催化反应：纳米金棒在光催化和电催化领域也展现出良好的性能。通过表面修饰，可以调节其催化反应的活性和选择性，提高其在能源存储和转化中的应用价值。

其他纳米金形态的定制研究

（一）纳米金球

合成方法：纳米金球通常通过化学还原法合成。通过调节反应条件（如前驱体浓度、还原剂种类、反应温度等），可以控制纳米金球的尺寸和形貌。

表面特性调控：通过表面修饰，可以调节纳米金球的表面电荷和化学稳定性。例如，通过接枝 PEG 或硫醇类配体，可以提高纳米金球的水溶性和生物相容性。

（二）纳米金星

合成方法：纳米金星通常通过种子介导生长法合成。通过在金纳米种子表面吸附特定的配体，可以实现纳米金星的生长。通过调节配体的种类和浓度，可以控制纳米金星的分支数量和长度。

表面特性调控：通过表面修饰，可以调节纳米金星的表面电荷和化学稳定性。例如，通过接枝生物分子，可以赋予纳米金星特定的生物活性。

（三）纳米金笼

合成方法：纳米金笼通常通过模板法合成。通过在硬模板（如二氧化硅纳米球）表面沉积金层，再通过刻蚀模板，可以制备纳米金笼。通过调节模板的尺寸和金层的厚度，可以控制纳米金笼的尺寸和形貌。

表面特性调控：通过表面修饰，可以调节纳米金笼的表面电荷和化学稳定性。例如，通过接枝 PEG 或生物分子，可以提高纳米金笼的水溶性和生物相容性。

基于表面特性调控的纳米金棒及其他纳米金形态的定制研究为纳米金材料的应用提供了重要的理论基础和技术支持。通过调控纳米金的表面特性，可以实现对其形态的定制，从而优化其性能，满足不同应用场景的需求。