羅聃副研究員主要從事納米材料自組裝及分子自組裝的研究，通過構(gòu)建一系列無機(jī)-有機(jī)、無機(jī)-無機(jī)組裝體系，對組裝結(jié)構(gòu)與性能間的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
在材料合成領(lǐng)域，羅聃副研究員通過超小納米粒子的定向組裝構(gòu)建了超薄納米卷結(jié)構(gòu)。由于納米卷獨(dú)特的幾何形貌和非晶結(jié)構(gòu)，且形貌可隨溶液擾動(dòng)而隨意改變。這種形貌可變性賦予了納米卷極大的空間位阻，相較于常規(guī)的形貌固定材料，納米卷可大幅抑制蛋白吸附及細(xì)胞的非特異性內(nèi)吞，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的生物相容性（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14211-14216）。并利用氨基配體與幾何結(jié)構(gòu)匹配的直鏈烷烴自組裝形成的軟模板，開發(fā)一種“幾何匹配烷烴輔助液相合成策略”，實(shí)現(xiàn)多種二維金屬硫化物納米材料的制備（Nano Energy 2020, 72, 104689）。
在能源轉(zhuǎn)化及催化領(lǐng)域，納米材料的自組裝結(jié)構(gòu)不僅可放大功能材料的物理/化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)納米粒子在限域空間的有序排列促進(jìn)了顆粒間協(xié)同作用，產(chǎn)生新的“集合效應(yīng)”（Small 2015, 11, 5984）。根據(jù)該理念，羅聃副研究員通過乳化自組裝法制備了緊密有序排列的量子點(diǎn)超粒子，將組裝體內(nèi)部的顆粒間距縮小至亞納米尺度（~0.3 nm）。該結(jié)構(gòu)克服組裝體內(nèi)部納米顆粒間電子傳輸?shù)恼系K，并誘導(dǎo)量子點(diǎn)耦合產(chǎn)生新的電子態(tài)，展現(xiàn)出增強(qiáng)光電響應(yīng)的“集合效應(yīng)”，從而大幅提升光催化活性（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701982）。通過釕納米粒子與碳纖維組裝，改變了釕的電荷分布和態(tài)密度，實(shí)現(xiàn)高效電解水制氫（J. Mater. Chem. A 2018, 6, 2311）。
礦化膠原纖維是天然骨的重要組成單元，其有機(jī)/無機(jī)的有序堆疊結(jié)構(gòu)是維持天然骨優(yōu)異機(jī)械和生物學(xué)性能的關(guān)鍵（Small, 2016, 12, 4661）。針對目前無法有效模擬骨有序堆疊結(jié)構(gòu)的不足，羅聃副研究員及合作團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種熱力學(xué)控制的合成有序組裝纖維內(nèi)礦化膠原的方法（Adv. Funct. Mater. 2019, 1806445）。所合成的有序組裝的纖維內(nèi)礦化支架展現(xiàn)與天然骨高度一致的生物界面，并表現(xiàn)出強(qiáng)大的內(nèi)源性干細(xì)胞募集能力。在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，該支架可刺激干細(xì)胞實(shí)現(xiàn)多相分化 ，從而實(shí)現(xiàn)骨缺損的有效修復(fù)（Adv. Mater. 2016, 28, 8740）。
