缺陷的引入往往能够显著提升晶体材料的性能，甚至赋予其本征不具备的新功能。然而，如何理性设计并从空间上精准调控晶体材料的内部缺陷仍然面临巨大挑战。

近日，暨南大学宁印教授课题组以氧化亚铜（Cu₂O）为模型体系，通过嵌段共聚物纳米粒子（G₅₁-B₁₀₀）内嵌策略，制备了系列G₅₁-B₁₀₀@Cu₂O复合晶体。G₅₁-B₁₀₀的内嵌为该类复合晶体材料引入大量的界面缺陷，并且缺陷的空间位置随G₅₁-B₁₀₀内嵌位置的变化而变化，具有高度可调性。

G₅₁-B₁₀₀嵌段共聚物纳米粒子表面稳定链段（G₅₁）的顺式邻二醇侧基与Cu⁺之间存在较强的螯合作用，促使其在Cu₂O晶体中实现高效内嵌。高分辨同步辐射XRD分析表明，G₅₁链段嵌入G₅₁-B₁₀₀/Cu₂O界面区域不仅使复合晶体产生界面应变，还会诱发邻近Cu₂O相的微观结构变化（如氧空位缺陷、晶格收缩等）。通过调控G₅₁-B₁₀₀纳米粒子的空间分布，即可系统调控Cu₂O晶体内部的缺陷分布。

催化性能研究表明，G₅₁-B₁₀₀@Cu₂O复合晶体中的氧空位使其能够在无光条件下高效降解甲基橙（MO）染料，且催化活性与纳米粒子内嵌深度呈正相关。对比实验显示，在相同条件下，纯Cu₂O晶体或单独的G₅₁-B₁₀₀纳米粒子均未表现出降解活性。值得注意的是，均匀内嵌的复合晶体经过十次循环测试后仍保持95%以上的降解效率，展现出优异的循环降解能力。

本研究提出了一种基于纳米粒子内嵌调控单晶材料微观结构的策略。通过将G₅₁-B₁₀₀客体纳米粒子嵌入Cu₂O主体晶体，成功在复合晶体的主-客体界面处可控构建了氧空位和晶格畸变等缺陷结构。该策略为精准调控半导体材料的缺陷分布提供了新思路，在需要精准调控缺陷分布的研究领域（如催化、传感等）具有重要应用前景。

Spatially Engineering the Internal Microstructure of a Single Crystal via Nanoparticle Occlusion

Bing Yu, Pei Liu, Jingjing He, Xiaojie Li, Xia Sun, Boxiang Peng, Jiahao Zhang, Prof. Yin Ning

暨南大学硕士研究生余冰、刘配和何晶晶为论文共同第一作者，宁印教授为通讯作者，暨南大学为唯一通讯单位。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202505637