อนุภาค Janus เป็น อนุภาคนาโน หรืออนุภาคไมโคร ชนิดพิเศษ ที่มีพื้นผิวที่มี คุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันสองอย่างขึ้นไป[ ^{1 ] [ 2 ] พื้น} ผิวที่เป็นเอกลักษณ์ของอนุภาค Janus นี้ช่วยให้เกิด ปฏิกิริยาเคมีสองประเภทที่แตกต่างกันบนอนุภาคเดียวกัน กรณีที่ง่ายที่สุดของอนุภาค Janus คือการแบ่งอนุภาคออกเป็นสองส่วนที่แตกต่างกัน โดยแต่ละส่วนทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน หรือมีหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกัน^{[ 3 ]}ตัวอย่างเช่น อนุภาค Janus อาจมีพื้นผิวครึ่งหนึ่งประกอบด้วย หมู่ ไฮโดรฟิลิกและอีกครึ่งหนึ่ง ประกอบด้วย หมู่ไฮโดรโฟบิก^{[ 4 ]}อนุภาคอาจมีพื้นผิวสองด้านที่มีสีต่างกัน^{[ 5 ]}เรืองแสง หรือมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก^{[ 6 ]}สิ่งนี้ทำให้อนุภาคเหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่ไม่สมมาตรและ/หรือการทำงานของพวกมัน^{[ 7 ]}อนุภาค Janus ได้รับชื่อนี้โดยอ้างอิงถึงเทพเจ้าโรมันJanus ที่มีสองหน้า เนื่องจากอาจกล่าวได้ว่าพวกมันมี "สองหน้า" เช่นเดียวกัน^{[ 8 ]}

คำว่า "อนุภาคยานัส" ถูกบัญญัติขึ้นโดยเลียวนาร์ด วิบเบอร์ลีย์ นักเขียนในนวนิยายเรื่อง "หนูบนดวงจันทร์" (The Mouse on the Moon)ในปี 1962 ในฐานะอุปกรณ์ในนิยายวิทยาศาสตร์สำหรับการเดินทางในอวกาศ

คำนี้ถูกใช้ครั้งแรกในบริบททางวิทยาศาสตร์ในโลกแห่งความเป็นจริงโดย C. Casagrande และคณะในปี 1988 ^{[ 9 ]}เพื่ออธิบายอนุภาคแก้วทรงกลมที่มีซีกหนึ่งเป็นแบบชอบน้ำและอีกซีกหนึ่งเป็นแบบไม่ชอบน้ำ ในงานนั้น ลูกปัดแอมฟิฟิลิกถูกสังเคราะห์โดยการปกป้องซีกหนึ่งด้วยสารเคลือบเงาและทำการบำบัดทางเคมีซีกอีกซีกหนึ่งด้วยสารซิเลน วิธีนี้ส่งผลให้ได้อนุภาคที่มีพื้นที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำเท่ากัน^{[ 10 ]}ในปี 1991 Pierre-Gilles de Gennesได้กล่าวถึงคำว่า "เม็ดยานัส" ในการบรรยายรับรางวัลโนเบล ของเขา ^{[ 8 ]} de Gennes สนับสนุนประโยชน์และความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของอนุภาคยานัสโดยชี้ให้เห็นว่า "เม็ดยานัส" เหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะในการรวมตัวกันอย่างหนาแน่นที่ส่วนต่อประสานของของเหลวกับของเหลว ในขณะที่อนุญาตให้มีการขนส่งวัสดุผ่านช่องว่างระหว่างอนุภาคแอมฟิฟิลิกที่ เป็นของแข็ง ^{[ 11 ]}

ในปี พ.ศ. 2519 นิค เชอริดอน แห่งบริษัทซีร็อกซ์ ได้จดสิทธิบัตรจอแสดงผลแบบ Twisting Ball Panel Display โดยเขาอ้างถึง "อนุภาคจำนวนมากที่มีความไม่สมมาตรทางไฟฟ้า" ^{[ 12 ]}แม้ว่าคำว่า "อนุภาค Janus" ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ แต่ลีและเพื่อนร่วมงานก็ได้รายงานอนุภาคที่ตรงกับคำอธิบายนี้ในปี พ.ศ. 2528 ^{[ 13 ]} พวกเขาได้แนะนำ โครงสร้างตาข่าย โพลีสไตรีน / โพลีเมทิลเมทาคริเลตแบบไม่สมมาตรจากการพอลิ เมอไรเซชัน แบบอิมัลชันที่มีเมล็ด หนึ่งปีต่อมา คาซากรานเดและเวสซีได้รายงานการสังเคราะห์ลูกปัดแก้วที่ทำให้มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำเฉพาะซีกโลกหนึ่งโดยใช้ออกตาเดซิลไตรคลอโรซิเลน ในขณะที่อีกซีกโลกหนึ่งได้รับการปกป้องด้วยสารเคลือบเงาเซลลูโลส^{[ 10 ]}ลูกปัดแก้วเหล่านี้ได้รับการศึกษาถึงศักยภาพในการทำให้กระบวนการอิมัลซิฟิเคชันมีเสถียรภาพ จากนั้นหลายปีต่อมา บิงค์สและเฟลตเชอร์ได้ตรวจสอบความเปียกของลูกปัด Janus ที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันและน้ำ^{[ 14 ]}พวกเขาสรุปว่าอนุภาค Janus มีทั้งคุณสมบัติเป็นพื้นผิวและแอมฟิฟิลิก ในขณะที่ อนุภาค ที่เป็นเนื้อเดียวกัน มีคุณสมบัติเป็นพื้นผิวเท่านั้น ยี่สิบปีต่อมา มีการ ^{รายงาน}อนุภาค Janus จำนวนมากที่มีขนาด รูปร่าง และคุณสมบัติที่แตกต่างกัน โดยมีการประยุกต์ใช้ในด้านสิ่งทอ^{[ 15 ]}เซ็นเซอร์^{[ 16 ]}การรักษาเสถียรภาพของอิมัลชัน [ ^{17 ]}และการถ่ายภาพสนามแม่เหล็ก^{[ 18 ]} ปัจจุบันมีอนุภาค Janus หลากหลายขนาด ตั้งแต่10 μm ถึง 53 μm ในเส้นผ่านศูนย์กลางวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์จาก Cospheric ^{[ 19 ]}ซึ่งถือสิทธิบัตรวิธีการเคลือบแบบครึ่งทรงกลมสำหรับไมโครอิเลเมนต์^{[ 20 ]}

การสังเคราะห์อนุภาคนาโน Janus จำเป็นต้องมีความสามารถในการสร้างแต่ละด้านของอนุภาคขนาดนาโนเมตรที่มีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกันอย่างเลือกสรรในวิธีที่คุ้มค่าและเชื่อถือได้ ซึ่งจะผลิตอนุภาคที่ต้องการได้ในปริมาณมาก ในตอนแรก นี่เป็นงานที่ยาก แต่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา วิธีการต่างๆ ได้รับการปรับปรุงให้ง่ายขึ้น ปัจจุบัน มีวิธีการหลัก 3 วิธีที่ใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน Janus ^{[ 3 ]}

การมาสก์เป็นหนึ่งในเทคนิคแรกๆ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน Janus ^{[ 22 ]}เทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาโดยการนำเทคนิคการสังเคราะห์อนุภาค Janus ขนาดใหญ่มาปรับขนาดให้เล็กลงจนถึงระดับนาโน^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}การมาสก์ ตามชื่อที่บ่งบอก คือการปกป้องด้านหนึ่งของอนุภาคนาโน ตามด้วยการดัดแปลงด้านที่ไม่ได้รับการปกป้อง และการกำจัดวัสดุปกป้อง เทคนิคการมาสก์สองแบบที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตอนุภาค Janus คือการตกตะกอนแบบระเหย^{[ 25 ] [ 26 ]}และเทคนิคที่อนุภาคนาโนถูกแขวนลอยอยู่ที่ส่วนต่อประสานของสองเฟส อย่างไรก็ตาม มีเพียงเทคนิคการแยกเฟสเท่านั้นที่สามารถปรับขนาดได้ดีในระดับนาโน^{[ 27 ]}

วิธีการอินเตอร์เฟซเฟสเกี่ยวข้องกับการดักจับอนุภาคนาโนที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อินเตอร์เฟซของสองเฟสที่ไม่สามารถผสมกันได้ โดยทั่วไปแล้ววิธีการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับอินเตอร์เฟซของของเหลว-ของเหลวและของเหลว-ของแข็ง แต่ก็มีการอธิบายวิธีการอินเตอร์เฟซของก๊าซ-ของเหลวไว้ด้วย^{[ 28 ] [ 29 ]}

วิธีการอินเตอร์เฟซของเหลว-ของเหลวเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดโดย Gu et al.ซึ่งสร้างอิมัลชันจากน้ำและน้ำมันและเติมอนุภาคนาโนของแมกเนไทต์อนุภาคนาโนแมกเนไทต์รวมตัวกันที่อินเตอร์เฟซของส่วนผสมน้ำ-น้ำมัน ก่อให้เกิดอิมัลชัน Pickeringจากนั้น เติม ซิลเวอร์ไนเตรตลงในส่วนผสม ส่งผลให้เกิดการตกตะกอนของอนุภาคนาโนเงินบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนแมกเนไทต์ อนุภาคนาโน Janus เหล่านี้ได้รับการปรับแต่งฟังก์ชันโดยการเติมลิแกนด์ต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์เฉพาะกับเหล็กหรือเงิน^{[ 30 ]}วิธีนี้สามารถใช้ทองคำหรือเหล็ก-แพลทินัมแทนแมกเนไทต์ได้เช่นกัน^{[ 3 ]}

วิธีการที่คล้ายกันคือวิธีการอินเตอร์เฟซแก๊ส-ของเหลวที่พัฒนาโดย Pradhan et al.ในวิธีนี้ อนุภาคนาโน ทองคำอัลเคนไทโอเลต ที่ไม่ชอบน้ำ ถูกวางในน้ำ ทำให้เกิดการก่อตัวของชั้นโมโนเลเยอร์ของอนุภาคนาโนทองคำที่ไม่ชอบน้ำบนพื้นผิว จากนั้นความดันอากาศจะเพิ่มขึ้น บังคับให้ ชั้น ที่ไม่ชอบน้ำถูกผลักเข้าไปในน้ำ ทำให้มุมสัมผัส ลดลง เมื่อมุมสัมผัสอยู่ในระดับที่ต้องการแล้ว ไทออลที่ชอบน้ำ 3-เมอร์แคปโทโพรเพน-1,2-ไดออล จะถูกเติมลงในน้ำ ทำให้ไทออลที่ชอบน้ำเข้ามาแทนที่ไทออลที่ไม่ชอบน้ำอย่างแข่งขันกัน ส่งผลให้เกิดอนุภาคนาโน Janus ที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิก^{[ 29 ]}

วิธีการอินเตอร์เฟซของเหลว-ของเหลวและก๊าซ-ของเหลวมีปัญหาที่อนุภาคนาโนสามารถหมุนในสารละลาย ทำให้เกิดการตกตะกอนของเงินบนมากกว่าหนึ่งด้าน^{[ 31 ]}วิธีการอินเตอร์เฟซแบบไฮบริดของเหลว-ของเหลว/ของเหลว-ของแข็งได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Granick et al.เพื่อแก้ปัญหาของวิธีการของเหลว-ของเหลวนี้ ในวิธีการนี้ขี้ผึ้งพาราฟิน หลอมเหลว ถูกนำมาใช้แทนน้ำมัน และอนุภาคนาโนซิลิกาถูกนำมาใช้แทนแมกเนไทต์ เมื่อสารละลายเย็นลง ขี้ผึ้งจะแข็งตัว ดักจับอนุภาคนาโนซิลิกาครึ่งหนึ่งไว้บนพื้นผิวขี้ผึ้ง ทำให้ซิลิกาอีกครึ่งหนึ่งสัมผัสกับอากาศ จากนั้นจึงกรองน้ำออก และอนุภาคนาโนซิลิกาที่ถูกดักจับด้วยขี้ผึ้งจะถูกนำไปสัมผัสกับสารละลายเมทานอลที่มี (อะมิโนโพรพิล)ไตรเอทอกซีไซเลน ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวซิลิกาที่สัมผัสกับอากาศของอนุภาคนาโน จากนั้นจึงกรองสารละลาย เมทานอลออก และละลายขี้ผึ้งด้วยคลอโรฟอร์มปลดปล่อยอนุภาค Janus ที่สร้างขึ้นใหม่ Liu และคณะรายงานการสังเคราะห์ อนุภาคนาโน ซิลิกา -อะมิโนโพรพิล-ไตรเมทอกซีไซเลนแบบ Janus รูปทรงลูกโอ๊กและเห็ดโดยใช้วิธีไฮบริดของเหลว-ของเหลว/ของเหลว-ของแข็ง ที่พัฒนาโดย Granick และคณะพวกเขาได้นำ อนุภาค นาโนซิลิกา ที่ ถูกปรับแต่งด้วยอะมิโนโพรพิล-ไตรเมทอกซีไซเลนแบบเนื้อเดียวกันซึ่งฝังอยู่ในขี้ผึ้ง ไปสัมผัสกับ สารละลาย แอมโมเนียมฟลูออไรด์ ซึ่งจะกัดเซาะพื้นผิวที่สัมผัส วิธีไฮบริดของเหลว-ของเหลว/ของเหลว-ของแข็งนี้ก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน เมื่อสัมผัสกับตัวทำละลายตัว ที่สอง เพื่อการปรับแต่ง อนุภาคนาโนบางส่วนอาจหลุดออกจากขี้ผึ้ง ส่งผลให้ได้อนุภาคนาโนแบบเนื้อเดียวกันแทนที่จะเป็นแบบ Janus ซึ่งสามารถแก้ไขได้บางส่วนโดยการใช้ขี้ผึ้งที่มีจุดหลอมเหลว สูงกว่า หรือทำการปรับแต่งที่อุณหภูมิต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนเหล่านี้ยังคงส่งผลให้เกิดการสูญเสียอย่างมาก Cui และคณะ ได้ออกแบบหน้ากากที่ทนทานกว่าซึ่งทำจากฟิล์มพอลิเมอร์โพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) เพื่อสร้างส่วนต่อประสานของเหลว-ของเหลว/ของเหลว-ของแข็ง สามารถปรับส่วนของพื้นผิวอนุภาคที่สัมผัสกับการปรับเปลี่ยนได้โดยการควบคุมอุณหภูมิและเวลาในการบ่ม PDMS ซึ่งส่งผลต่อความลึกของการฝังอนุภาค ข้อดีของวิธีการผลิตนี้คือ PDMS เป็นสารเฉื่อยและทนทานในสารละลายเคมีเปียกหลายชนิด และโลหะหรือออกไซด์หรือโลหะผสมต่างๆ เช่น เงิน ทอง นิกเกล ไททาเนียมไดออกไซด์ สามารถปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่สัมผัสกับการปรับ เปลี่ยนได้ ^{[ 32 ]} Granick และคณะ ในเอกสารอีกฉบับหนึ่ง ได้แสดงให้เห็นถึงวิธีแก้ไขที่เป็นไปได้โดยใช้วิธีไฮบริดเฟสของเหลว-ของเหลว/ก๊าซ-ของแข็ง โดย การตรึงไว้ก่อนอนุภาคนาโนซิลิกาในพาราฟินแวกซ์โดยใช้วิธีอินเตอร์เฟซเฟสของเหลว-ของแข็งที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ จากนั้นกรองน้ำออก อนุภาคนาโนที่ตรึงไว้ที่ได้จะถูกนำไปสัมผัสกับ ไอ ซิลาโนลที่ผลิตโดยการเป่าก๊าซไนโตรเจนหรืออาร์กอนผ่านซิลาโนลเหลว ทำให้เกิดพื้นผิวที่ชอบน้ำ จากนั้นแวกซ์จะถูกละลายในคลอโรฟอร์ม ปล่อยอนุภาคนาโน Janus ออกมา^{[ 28 ]}

ตัวอย่างของเทคนิคของเหลว-ของแข็งแบบดั้งเดิมมากขึ้นได้รับการอธิบายโดย Sardar et al.โดยเริ่มจากการตรึงอนุภาคนาโนทองคำบนพื้นผิวแก้วซิลิกาไนซ์ จากนั้นพื้นผิวแก้วจะถูกสัมผัสกับ 11-เมอร์แคปโต-1-อันเดคาโนล ซึ่งจะจับกับซีกทรงกลมที่สัมผัสของอนุภาคนาโนทองคำ จากนั้นอนุภาคนาโนจะถูกนำออกจากสไลด์โดยใช้เอทานอลที่มีกรด 16-เมอร์แคปโตเฮกซาเดคาโนอิก ซึ่งจะทำให้ซีกทรงกลมของอนุภาคนาโนที่ถูกปิดบังไว้ก่อนหน้านี้มีฟังก์ชันการทำงาน^{[ 33 ]}

วิธีนี้ใช้กรรมวิธีศึกษาอย่างดีในการผลิตโคพอลิเมอร์แบบบล็อกที่มีรูปทรงเรขาคณิตและองค์ประกอบที่กำหนดไว้อย่างดีบนพื้นผิวที่หลากหลาย^{[ 3 ] [ 34 ]}การสังเคราะห์อนุภาค Janus โดยการประกอบตัวเองผ่านโคพอลิเมอร์แบบบล็อกได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 2001 โดย Erhardt และคณะ พวกเขาผลิตพอลิเมอร์แบบไตรบล็อกจากโพลีเมทิล อะคริเลต โพลีสไตรีน และ โพลีบิ วทาไดอีนที่ มีน้ำหนักโมเลกุล ต่ำโพลีสไตรีนและโพลีเมทิลอะคริเลตก่อตัวเป็นชั้นสลับกัน โดยมีโพลีบิวทาไดอีนอยู่ในทรงกลมขนาดนาโนระหว่างชั้น จากนั้นบล็อกจะถูกเชื่อมโยงและละลายในTHFและหลังจากขั้นตอนการล้างหลายครั้ง จะได้อนุภาค Janus ทรงกลมที่มีโพลีสไตรีนอยู่ด้านหนึ่งและโพลีเมทิลอะคริเลตอยู่ด้านอื่น โดยมีแกนกลางเป็นโพลีบิวทาไดอีน^{[ 35 ]}การผลิตทรงกลม Janus ทรงกระบอกแผ่น และริบบิ้นสามารถทำได้โดยใช้วิธีนี้โดยการปรับน้ำหนักโมเลกุลของบล็อกในพอลิเมอร์เริ่มต้นและระดับการเชื่อมโยงข้าม^{[ 3 ] [ 36 ]}

ลักษณะสำคัญของการดูดซับแบบแข่งขันเกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นสองชนิดที่แยกเฟสเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพหรือทางเคมีที่ตรงกันข้ามอย่างน้อยหนึ่งอย่าง เมื่อสารตั้งต้นเหล่านี้ผสมกับอนุภาคนาโน ซึ่งโดยทั่วไปคือทองคำ พวกมันจะยังคงแยกออกจากกันและก่อตัวเป็นสองด้าน^{[ 3 ] [ 37 ]} ตัวอย่างที่ดีของเทคนิคนี้ได้รับการสาธิตโดย Vilain et al.ซึ่ง อนุภาคนาโนทองคำที่เคลือบด้วย ฟอสฟินีนถูกสัมผัสกับไทออลสายยาว ส่งผลให้เกิดการแทนที่ลิแกนด์ฟอสฟินีนในลักษณะที่แยกเฟสเพื่อผลิตอนุภาคนาโน Janus การแยกเฟสได้รับการพิสูจน์โดยการแสดงให้เห็นว่าไทออลก่อตัวเป็นโดเมนบริสุทธิ์เฉพาะที่บนอนุภาคนาโนโดยใช้FT-IR [ ^{37 ] Jakobs} et al.ได้แสดงให้เห็นถึงปัญหาสำคัญของวิธีการดูดซับแบบแข่งขันเมื่อพวกเขาพยายามสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำ Janus ที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกโดยใช้การดูดซับแบบแข่งขันของไทออลที่ ไม่ชอบน้ำและชอบน้ำ ^{[ 38 ]}การสังเคราะห์ที่แสดงให้เห็นนั้นค่อนข้างง่ายและเกี่ยวข้องเพียงสองขั้นตอน ขั้นแรกผลิต อนุภาคนาโนทองคำที่เคลือบด้วยเตตระ-เอ็น-ออกทิล แอมโมเนียมโบร ไมด์ จากนั้นจึงนำสารเคลือบออก ตามด้วยการเติม เอทิลีนออกไซด์ ที่มีหมู่ฟังก์ชันไดซัลไฟด์ที่ชอบน้ำในอัตราส่วนต่างๆ และโอลิโก(พี-ฟีนิลีนไวนิลีน) ที่มีหมู่ฟังก์ชันไดซัลไฟด์ที่ไม่ชอบน้ำ จากนั้นจึงพยายามพิสูจน์ว่าการแยกเฟสบนพื้นผิวอนุภาคเกิดขึ้นโดยการเปรียบเทียบมุมสัมผัสของน้ำบนพื้นผิวของชั้นโมโนเลเยอร์ของอนุภาค Janus กับอนุภาคนาโนที่ทำขึ้นโดยใช้ลิแกนด์ที่ไม่ชอบน้ำหรือลิแกนด์ที่ไม่ชอบน้ำเพียงอย่างเดียว ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าถึงแม้จะมีการแยกเฟสเกิดขึ้นบ้าง แต่ก็ไม่สมบูรณ์^{[ 38 ]}ผลลัพธ์นี้เน้นย้ำว่าการเลือกใช้ลิแกนด์มีความสำคัญอย่างยิ่ง และการเปลี่ยนแปลงใดๆ อาจส่งผลให้การแยกเฟสไม่สมบูรณ์^{[ 3 ] [ 38 ]}

วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการผสมสารที่ไม่เข้ากันสองชนิดขึ้นไป จากนั้นสารเหล่านั้นจะแยกตัวออกเป็นโดเมนของตัวเองในขณะที่ยังคงเป็นส่วนหนึ่งของอนุภาคนาโนเดี่ยว วิธีเหล่านี้สามารถเกี่ยวข้องกับการผลิตอนุภาคนาโน Janus ของ สาร อนินทรีย์ สองชนิด รวมถึงสารอินทรีย์ สองชนิดด้วย ^{[ 3 ]}

โดยทั่วไป วิธีการแยกเฟสอินทรีย์จะใช้การฉีดพอลิเมอร์ร่วมกันเพื่อผลิตอนุภาคนาโน Janus เทคนิคนี้แสดงให้เห็นได้จากงานของ Yoshid et al.ในการผลิตอนุภาคนาโน Janus โดยที่ซีกหนึ่งมีความสัมพันธ์กับเซลล์ มนุษย์ ในขณะที่อีกซีกหนึ่งไม่มีความสัมพันธ์กับเซลล์มนุษย์ ซึ่งทำได้โดยการฉีดโคพอลิเมอร์โพลีอะคริลาไมด์/โพลี(กรดอะคริลิก) ที่ไม่มีความสัมพันธ์กับเซลล์มนุษย์ร่วมกับโคพอลิเมอร์ โพลีอะคริลาไมด์/โพลี(กรดอะคริลิก) ที่ ติดไบโอติน ซึ่งเมื่อสัมผัสกับแอนติบอดีที่ดัดแปลงด้วยสเต รปตาไวดีน จะได้ความสัมพันธ์กับเซลล์มนุษย์^{[ 16 ]}

วิธีการแยกเฟสอนินทรีย์มีความหลากหลายและแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน^{[ 3 ]}วิธีที่พบมากที่สุดคือการใช้การเติบโตของผลึกของสารอนินทรีย์หนึ่งชนิดบนหรือจากอนุภาคนาโนอนินทรีย์อีกชนิดหนึ่ง^{[ 3 ] [ 39 ]} Gu และคณะได้พัฒนาวิธีการที่ไม่เหมือนใครโดยอนุภาคนาโนเหล็ก- แพลทินัมถูกเคลือบด้วยกำมะถันที่ทำปฏิกิริยากับแคดเมียมอะ เซ ทิลอะเซโทเนต ไตรออกทิลฟอสฟีนออกไซด์และเฮกซาเดเคน-1,2- ไดออลที่อุณหภูมิ 100 °C เพื่อผลิตอนุภาคนาโนที่มีแกนเหล็ก-แพลทินัมและ เปลือก แคดเมียม -กำมะถันอสัณฐาน จากนั้นส่วนผสมจะถูกให้ความร้อนถึง 280 °C ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนเฟสและการปะทุบางส่วนของ Fe-Pt จากแกนกลาง ทำให้เกิดทรงกลม Fe-Pt บริสุทธิ์ที่ติดอยู่กับอนุภาคนาโนที่เคลือบด้วย CdS ^{[ 39 ]}เมื่อเร็วๆ นี้ Zhao และ Gao ได้พัฒนาวิธีการสังเคราะห์อนุภาคนาโน Janus อนินทรีย์แบบใหม่โดยการแยกเฟส ในวิธีการนี้ พวกเขาได้สำรวจการใช้วิธีการสังเคราะห์อนุภาคนาโนแบบเนื้อเดียวกันทั่วไปของการสังเคราะห์ด้วยเปลวไฟ พวกเขาพบว่าเมื่อ เผาสารละลาย เมทานอลที่มีเฟอร์ริกไตรอะเซทิลอะเซโทเนตและเตตระเอทิลออร์โธซิลิเกต ส่วนประกอบของเหล็กและซิลิคอนจะก่อตัวเป็นของแข็งผสมกัน ซึ่งจะเกิดการแยกเฟสเมื่อได้รับความร้อนประมาณ 1100 °C เพื่อผลิต อนุภาค นาโน Janus แมกเฮไมต์ - ซิลิกานอกจากนี้ พวกเขายังพบว่าสามารถปรับเปลี่ยนซิลิกาได้หลังจากผลิตอนุภาคนาโน Janus แล้ว ทำให้มันมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำโดยการทำปฏิกิริยากับโอเลอิลอะมีน^{[ 40 ]}

คำว่า "วัสดุ Janus เฉพาะงาน" หมายถึงบทบาทที่ไม่ทำให้เกิดอิมัลชันของอนุภาค Janus ^{[ 41 ]}

อนุภาค Janus ที่มีหน้าสองด้านหรือมากกว่านั้นทำให้มีคุณสมบัติพิเศษในสารละลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พบว่าสามารถประกอบตัวเองในลักษณะเฉพาะใน สารละลาย ในน้ำหรือสารละลายอินทรีย์ ในกรณีของไมเซลล์ Janus ทรงกลมที่มีซีกทรงกลมของโพลีสไตรีน (PS) และโพลี(เมทิลเมทาคริเลต) (PMMA) พบว่ามี การรวมตัวกันเป็นกลุ่มในตัวทำละลายอินทรีย์ต่างๆ เช่นเตตระไฮโดรฟิวแรน ในทำนองเดียวกัน แผ่นดิสก์ Janus ที่ประกอบด้วยด้านของ PS และโพลี(เทอร์ท-บิวทิลเมทาคริเลต) (PtBMA) สามารถเรียงซ้อนกันแบบกลับด้านเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่เมื่ออยู่ในสารละลายอินทรีย์^{[ 22 ]}อนุภาค Janus เหล่านี้จะรวมตัวกันในตัวทำละลายอินทรีย์ เนื่องจากทั้งสองด้านของอนุภาคเหล่านี้สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ ดูเหมือนว่าการเลือกสรรเล็กน้อยของตัวทำละลายจะสามารถกระตุ้นให้เกิดการประกอบตัวเองของอนุภาคเป็นกลุ่มของอนุภาค Janus ที่แยกจากกันได้ การรวมกลุ่มประเภทนี้ไม่เกิดขึ้นกับโคพอลิเมอร์บล็อกมาตรฐานหรืออนุภาคที่เป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นจึงเป็นคุณลักษณะเฉพาะของอนุภาค Janus ^{[ 22 ]}

ในสารละลายในน้ำ สามารถแยกอนุภาคสองเฟส ได้สองชนิด ชนิดแรกคืออนุภาคที่เป็นแอมฟิฟิลิกอย่างแท้จริง โดยมีด้านหนึ่งเป็นแบบไม่ชอบน้ำและอีกด้านหนึ่งเป็นแบบชอบน้ำ ชนิดที่สองมีสองด้านที่ละลายน้ำได้ แต่มีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกัน เพื่อแสดงให้เห็นกรณีแรก มีการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับอนุภาค Janus ทรงกลมที่ประกอบด้วยซีกหนึ่งของ PMAA ที่ละลายน้ำได้ และอีกด้านหนึ่งเป็นโพลีสไตรีนที่ไม่ละลายน้ำ ในการศึกษาเหล่านี้ พบว่าอนุภาค Janus รวมตัวกันในสอง ระดับ ลำดับชั้นประเภทแรกของการรวมตัวกันเองมีลักษณะเป็นกลุ่มเล็กๆ คล้ายกับที่พบในกรณีของอนุภาค Janus ในสารละลายอินทรีย์ ประเภทที่สองมีขนาดใหญ่กว่าประเภทแรกอย่างเห็นได้ชัด และถูกเรียกว่า 'ซูเปอร์ไมเซลล์' น่าเสียดายที่โครงสร้างของซูเปอร์ไมเซลล์ยังไม่เป็นที่รู้จักในขณะนี้ อย่างไรก็ตาม พวกมันอาจคล้ายกับ เวสิเคิ ลแบบหลายชั้น^{[ 22 ]}

สำหรับกรณีที่สองของอนุภาค Janus ซึ่งมีสองด้านที่แตกต่างกัน แต่ยังคงละลายน้ำได้ งานของกลุ่ม Granick ให้ข้อมูลเชิงลึกบางอย่าง งานวิจัยของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการรวมกลุ่มของอนุภาค Janus ขนาดไมครอนแบบไดโพลาร์ ( zwitterionic ) ซึ่งทั้งสองด้านสามารถละลายน้ำได้อย่างสมบูรณ์^{[ 42 ]}อนุภาค Janus แบบ zwitterionic ไม่ได้มีพฤติกรรมเหมือนไดโพล แบบคลาสสิก เนื่องจากขนาดของมันใหญ่กว่าระยะทางที่แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตจะรู้สึกได้มาก การศึกษาอนุภาค Janus แบบ zwitterionic แสดงให้เห็นอีกครั้งถึงความสามารถในการสร้างคลัสเตอร์ที่กำหนด อย่างไรก็ตาม อนุภาค Janus ประเภทนี้ชอบที่จะรวมตัวกันเป็นคลัสเตอร์ขนาดใหญ่กว่า เนื่องจากมีพลังงานที่เอื้ออำนวยมากกว่า เพราะแต่ละคลัสเตอร์มี ไดโพล ขนาดใหญ่ที่ช่วยให้การรวมตัวของคลัสเตอร์ที่เกิดขึ้นแล้วกลายเป็นกลุ่มที่ใหญ่ขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่เกิดขึ้นผ่าน ปฏิกิริยา van der Waalsสำหรับอนุภาคที่เป็นเนื้อเดียวกัน รูปร่างของนาโนคลัสเตอร์ Janus แบบ zwitterionic นั้นแตกต่างกัน และคลัสเตอร์ Janus มีความหนาแน่นน้อยกว่าและไม่สมมาตรมากกว่า^{[ 22 ]}

การประกอบตัวเองของอนุภาค Janus บางประเภทสามารถควบคุมได้โดยการปรับค่าpHของสารละลาย Lattuada และคณะได้เตรียมอนุภาคนาโนโดยเคลือบด้านหนึ่งด้วยพอลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อ pH (กรดโพลีอะคริลิก, PAA) และอีกด้านหนึ่งเคลือบด้วยพอลิเมอร์ที่มีประจุบวก (โพลีไดเมทิลอะมิโนเอทิลเมทาคริเลต, PDMAEMA) พอลิเมอร์ที่มีประจุลบที่ไม่ไวต่อ pH หรือพอลิเมอร์ที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิ (โพลี-N-ไอโซโพรพิลอะคริลาไมด์, PNIPAm) ^{[ 3 ]}เมื่อเปลี่ยนค่า pH ของสารละลาย พวกเขาสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในการรวมกลุ่มของอนุภาคนาโน Janus ที่ค่า pH สูงมาก ซึ่ง PDMAEMA ไม่มีประจุในขณะที่ PAA มีประจุสูง อนุภาคนาโน Janus มีความเสถียรมากในสารละลาย อย่างไรก็ตาม ที่ค่า pH ต่ำกว่า 4 เมื่อ PAA ไม่มีประจุและ PDMAEMA มีประจุบวก พวกมันจะก่อตัวเป็นกลุ่มที่มีขนาดจำกัด ที่ค่า pH ระดับกลาง พวกเขาพบว่าอนุภาคนาโน Janus ไม่เสถียรเนื่องจากปฏิกิริยาไดโพลระหว่างซีกทรงกลมที่มีประจุบวกและประจุลบ^{[ 3 ]}

การควบคุมขนาดคลัสเตอร์ในการรวมตัวของอนุภาคนาโน Janus ได้รับการสาธิตแล้วเช่นกัน Lattuada และคณะประสบความสำเร็จในการควบคุมขนาดคลัสเตอร์ของอนุภาค Janus ที่มีด้านหนึ่งเป็น PAA และอีกด้านหนึ่งเป็น PDMAEMA หรือ PNIPAm โดยการผสมอนุภาคนาโน Janus เหล่านี้ในปริมาณเล็กน้อยกับอนุภาคที่เคลือบด้วย PAA ^{[ 3 ]}คุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของคลัสเตอร์เหล่านี้คืออนุภาคที่เสถียรสามารถฟื้นคืนได้แบบย้อนกลับเมื่อสภาวะ pH สูงกลับคืนมา นอกจากนี้ อนุภาคนาโน Janus ที่มีฟังก์ชันการทำงานด้วย PNIPAm แสดงให้เห็นว่าการรวมตัวที่ควบคุมได้และย้อนกลับได้สามารถทำได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิให้สูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตการละลาย ต่ำสุด ของ PNIPAm

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของอนุภาคนาโน Janus คือความสามารถในการมีทั้งส่วนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มได้ศึกษาการทำงานของพื้นผิวของอนุภาคนาโนที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิก ในปี 2549 อนุภาคนาโน Janus ที่ทำจากทองคำและเหล็กออกไซด์ถูกนำมาเปรียบเทียบกับอนุภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยการวัดความสามารถของอนุภาคในการลดแรงตึงผิวระหว่างน้ำและn-hexane [ ^{43 ] ผล}การทดลองแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโน Janus มีการทำงานของพื้นผิวมากกว่าอนุภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีขนาดและลักษณะทางเคมีที่เทียบเคียงกันได้ นอกจากนี้ การเพิ่มลักษณะแอมฟิฟิลิกของอนุภาคยังสามารถเพิ่มการทำงานของพื้นผิวได้ ความสามารถของอนุภาคนาโน Janus ในการลดแรงตึงผิวระหว่างน้ำและn-hexaneยืนยันการคาดการณ์ทางทฤษฎีก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความสามารถในการทำให้Pickering emulsion มี เสถียรภาพ

ในปี 2550 ได้มีการตรวจสอบลักษณะแอมฟิฟิลิกของอนุภาคนาโน Janus โดยการวัด แรง ยึดเกาะระหว่าง ปลาย กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) กับพื้นผิวของอนุภาค^{[ 44 ]}ปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกว่าระหว่าง ปลาย AFM ที่ชอบน้ำ กับด้านที่ชอบน้ำของอนุภาคนาโน Janus สะท้อนให้เห็นได้จาก แรง ยึดเกาะ ที่มากขึ้น อนุภาคนาโน Janus ถูกหยดลงบนพื้นผิวที่ดัดแปลงทั้งแบบไม่ชอบน้ำและชอบน้ำ ซีกทรงกลมที่ไม่ชอบน้ำของอนุภาค Janus จะถูกเปิดเผยเมื่อใช้พื้นผิวที่ชอบน้ำ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างในการวัดแรงยึดเกาะ ดังนั้น อนุภาคนาโน Janus จึงปรับโครงสร้างให้เพิ่มปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวให้มากที่สุด

เป็นที่ทราบกันดีว่าอนุภาคนาโน Janus ที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกจะจัดเรียงตัวโดยอัตโนมัติที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันและน้ำ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}พฤติกรรมนี้ทำให้สามารถพิจารณาอนุภาคนาโน Janus ที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกเป็นอะนาล็อกของสารลดแรงตึงผิวระดับโมเลกุลเพื่อทำให้เกิดเสถียรภาพของอิมัลชัน ในปี 2548 อนุภาคซิลิกาแบบทรงกลมที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกถูกเตรียมขึ้นโดยการดัดแปลงพื้นผิวภายนอกบางส่วนด้วยสารอัลคิลไซเลน อนุภาคเหล่านี้ก่อตัวเป็นกลุ่มทรงกลมที่ห่อหุ้มสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำในตัวกลางที่เป็นน้ำ โดยหันด้านอัลคิลไซลิเลตที่ชอบน้ำไปทางเฟสอินทรีย์ด้านใน และด้านที่ชอบน้ำไปทางเฟสที่เป็นน้ำด้านนอก จึงทำให้หยดน้ำมันในน้ำมีความเสถียร^{[ 48 ]}ในปี 2552 พื้น ผิวที่ชอบน้ำของอนุภาคซิลิกาถูกทำให้ไม่ชอบน้ำบางส่วนโดยการดูดซับเซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ อนุภาคนาโนแอมฟิฟิลิกเหล่านี้รวมตัวกันเองที่ ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำและไดคลอโรมีเทน^{[ 49 ]}ในปี 2010 อนุภาค Janus ที่ประกอบด้วยซิลิกาและโพลีสไตรีน โดยส่วนของโพลีสไตรีนบรรจุ อนุภาค แมกเนไทต์ ขนาดนาโน ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างอิมัลชันน้ำมันในน้ำที่มีเสถียรภาพทางจลนศาสตร์ ซึ่งสามารถแตกตัวได้เองเมื่อใช้สนามแม่เหล็กภายนอก^{[ 50 ]}วัสดุ Janus ดังกล่าวจะพบการใช้งานในสวิตช์แสงที่ควบคุมด้วยแม่เหล็กและสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง การใช้งานจริงครั้งแรกของอนุภาคนาโน Janus คือ การสังเคราะห์ พอลิเมอร์ในปี 2008 อนุภาคนาโน Janus แอมฟิฟิลิกทรงกลม ซึ่งมีด้านหนึ่งเป็นโพลีสไตรีนและอีกด้านหนึ่งเป็นโพลี(เมทิลเมทาคริเลต)แสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในฐานะสารทำให้เข้ากันได้ในระดับหลายกรัมของส่วนผสมพอลิเมอร์ที่ไม่เข้ากันสองชนิด ได้แก่ โพลีสไตรีนและโพลี(เมทิลเมทาคริเลต) ^{[ 17 ]}อนุภาคนาโน Janus จัดเรียงตัวที่ส่วนต่อประสานของเฟสพอลิเมอร์ทั้งสอง แม้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงเฉือนสูง ทำให้เกิดการก่อตัวของโดเมนของพอลิ(เมทิลเมทาคริเลต) ที่มีขนาดเล็กกว่ามากในเฟสพอลิสไตรีน ประสิทธิภาพของอนุภาคนาโน Janus ในฐานะสารเพิ่มความเข้ากันได้นั้นเหนือกว่าสารเพิ่มความเข้ากันได้ที่ทันสมัยอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ เช่นโคพอ ลิเม อ ร์บล็อกเชิงเส้น

การประยุกต์ใช้ Janus nanoparticles ในลักษณะเดียวกันในฐานะสารทำให้เสถียรได้แสดงให้เห็นในการพอลิเมอ ไรเซชันแบบอิมัลชัน ในปี 2551 Janus nanoparticles ทรงกลมที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันของสไตรีนและ n-บิวทิลอะคริเลต^{[ 51 ]}การพอลิเมอไรเซชันไม่จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่งหรือเทคนิคการพอลิเมอไรเซชันแบบมินิอิมัลชัน เช่นเดียวกับการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน Pickering อื่นๆ นอกจากนี้ การใช้ Janus nanoparticles ยังทำให้การพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันผลิตอนุภาคที่มีขนาดที่ควบคุมได้ดีมากและมีความหลากหลายของขนาดอนุภาคต่ำ

ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ Janus interphase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันรุ่นใหม่ ซึ่งสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาอินทรีย์บนอินเทอร์เฟซของสองเฟสผ่านการก่อตัวของอิมัลชัน Pickering ^{[ 52 ]}

ในปี 2550 อนุภาคนาโน Janus ทรงกลมโพลีสไตรีนที่มีด้านหนึ่งเคลือบด้วยแพลทินัมถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์₍ H₂O₂ ₎ [ ^{53 ] [ 54 ] อนุภาค} แพลทินัมเร่งปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิว: 2H₂O₂ _→ O₂ + 2H₂O _การ สลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ทำให้ เกิด มอเตอร์นาโนเร่งปฏิกิริยา Janus ซึ่งการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ _{เหล่า นี้ได้รับการวิเคราะห์ ทั้ง}ในเชิงทดลองและเชิงทฤษฎีโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์และการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ พบว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคนาโน Janus ทรงกลมสอดคล้องกับการคาดการณ์ของผลการค้นพบทางทฤษฎี ในที่สุด มอเตอร์นาโนเร่งปฏิกิริยามีการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในการส่งสารเคมีใน ชิป ไมโครฟลูอิดิก การกำจัดมลพิษในแหล่งน้ำ การกำจัดสารเคมีที่เป็นพิษภายในระบบชีวภาพ และการดำเนินการทางการแพทย์

ในปี 2013 จากผลการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ พบว่าอนุภาค Janus ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองสามารถใช้สาธิตปรากฏการณ์ที่ไม่สมดุลโดยตรงได้ นั่นคือปรากฏการณ์แรตเช็ต การเกิดแรตเช็ตของอนุภาค Janus นั้นอาจรุนแรงกว่าแรตเช็ตศักย์ความร้อนทั่วไปหลายเท่าตัว จึงสามารถทดลองได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสูบฉีดอัตโนมัติของส่วนผสมอนุภาคแบบพาสซีฟจำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเพิ่มอนุภาค Janus เพียงเล็กน้อย^{[ 55 ]}

ในปี 2011 พบว่าอนุภาคนาโน Janus สามารถนำไปใช้ในสิ่งทอได้ เส้นใยกันน้ำสามารถเตรียมได้โดยการเคลือบผ้าโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต ด้วยอนุภาคนาโน Janus ทรงกลมที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิก ^{[ 15 ]}อนุภาค Janus จะจับกับด้านที่ชอบน้ำของพื้นผิวสิ่งทอ ในขณะที่ด้านที่ไม่ชอบน้ำจะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม จึงทำให้มีคุณสมบัติกันน้ำ พบว่าอนุภาค Janus ขนาด 200 นาโนเมตรสามารถตกตะกอนบนพื้นผิวของเส้นใยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากในการออกแบบสิ่งทอกันน้ำ

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในวิทยาศาสตร์ชีวภาพได้นำไปสู่การผลักดันวัสดุที่ทำขึ้นเองโดยมีคุณสมบัติทางกายภาพ/เคมีที่ออกแบบอย่างแม่นยำในระดับนาโน อนุภาคนาโน Janus มีบทบาทสำคัญในการใช้งานดังกล่าว ในปี 2552 มีการรายงานวัสดุไฮบริดชีวภาพชนิดใหม่ที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโน Janus ที่มีความสัมพันธ์ที่ควบคุมได้ในเชิงพื้นที่ต่อเซลล์เยื่อ บุผนัง หลอดเลือด ของมนุษย์ ^{[ 16 ]}อนุภาคนาโนเหล่านี้ถูกสังเคราะห์โดยการดัดแปลงพื้นผิวแบบเลือก โดยซีกหนึ่งแสดงความสัมพันธ์ในการจับกับเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของมนุษย์สูง และอีกซีกหนึ่งต้านทานต่อการจับกับเซลล์ อนุภาคนาโน Janus ถูกสร้างขึ้นโดยการฉีดสารละลายของเหลวโพลีเมอร์สองชนิดด้วยไฟฟ้าไฮโดรไดนามิก เมื่อบ่มกับเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของมนุษย์ อนุภาคนาโน Janus เหล่านี้แสดงพฤติกรรมที่คาดหวัง โดยด้านหนึ่งจับกับเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของมนุษย์ ในขณะที่อีกด้านหนึ่งไม่จับ อนุภาคนาโนแบบ Janus เหล่านี้ไม่เพียงแต่เกาะติดกับส่วนบนของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดมนุษย์เท่านั้น แต่ยังเกาะอยู่รอบๆ ขอบเซลล์ทั้งหมด ทำให้เกิดเป็นชั้นอนุภาคเดียวเรียงตัวอยู่โดยรอบ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพระหว่างอนุภาคนาโนแบบ Janus กับเซลล์นั้นดีเยี่ยม แนวคิดคือการออกแบบโพรบโดยใช้พื้นฐานจากอนุภาคนาโนแบบ Janus เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงทิศทางเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับอนุภาคในอนาคต

ในปี 2010 ได้มีการนำเสนอโพรบเซลล์ชนิดใหม่ที่สังเคราะห์จากอนุภาคนาโน Janus ที่เรียกว่านาโนคอรัล ซึ่งรวมการกำหนดเป้าหมายเฉพาะเซลล์และการตรวจจับทางชีวโมเลกุลเข้าด้วยกัน^{[ 56 ]}นาโนคอรัลประกอบด้วยซีกทรงกลมโพลีสไตรีนและทองคำ ซีกทรงกลมโพลีสไตรีนของนาโนคอรัลได้รับการปรับแต่งด้วยแอนติบอดีเพื่อกำหนดเป้าหมายตัวรับของเซลล์เฉพาะ ซึ่งแสดงให้เห็นโดยการปรับแต่งบริเวณโพลีสไตรีนด้วยแอนติบอดีที่ยึดติดกับเซลล์มะเร็งเต้านมโดยเฉพาะ บริเวณทองคำของพื้นผิวนาโนคอรัลใช้สำหรับการตรวจจับและการสร้างภาพ ดังนั้นกลไกการกำหนดเป้าหมายและการตรวจจับจึงแยกออกจากกันและสามารถออกแบบแยกกันสำหรับการทดลองเฉพาะ นอกจากนี้ บริเวณโพลีสไตรีนยังอาจใช้เป็นตัวนำสำหรับยาและสารเคมีอื่นๆ โดยการดูดซับ แบบไฮโดรโฟบิกบนพื้นผิว หรือการห่อหุ้ม ทำให้นาโนคอรัลเป็นนาโนเซนเซอร์อเนกประสงค์ที่เป็นไป ได้

นอกจากนี้ ในปี 2010 อนุภาคนาโน Janus ที่สังเคราะห์จากอนุภาคนาโนแม่เหล็กที่ไม่ชอบน้ำด้านหนึ่งและโพลี(สไตรีน-บล็อก-แอลลิลแอลกอฮอล์)อีกด้านหนึ่งถูกนำมาใช้สำหรับการถ่ายภาพและการบำบัดด้วยสนามแม่เหล็ก^{[ 18 ]}ด้านแม่เหล็กของอนุภาคนาโน Janus ตอบสนองได้ดีต่อสิ่งกระตุ้นแม่เหล็กภายนอก อนุภาคนาโนจะยึดติดกับพื้นผิวเซลล์อย่างรวดเร็วโดยใช้สนามแม่เหล็ก การบำบัดด้วยสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นจากการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ที่ปรับเปลี่ยนโดยสนามแม่เหล็ก ขั้นแรก อนุภาคนาโนจะถูกนำมาสัมผัสกับเซลล์เนื้องอกอย่างใกล้ชิด จากนั้นจึงใช้สนามแม่เหล็กหมุน หลังจาก 15 นาที เซลล์เนื้องอกส่วนใหญ่ก็ถูกทำลาย อนุภาคนาโน Janus แม่เหล็กสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับการใช้งานที่มีศักยภาพในด้านการแพทย์และอิเล็กทรอนิกส์ การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสนามแม่เหล็กภายนอกอาจกลายเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพสำหรับการถ่ายภาพเป้าหมาย การบำบัดในหลอดทดลองและในร่างกายและการรักษามะเร็ง ในทำนองเดียวกัน การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสนามแม่เหล็กก็เป็นที่ต้องการสำหรับการสร้างจอแสดงผลอัจฉริยะ ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในด้านอิเล็กทรอนิกส์และสปินโทรนิกส์

ในปี 2011 อนุภาคนาโน Janus เคลือบซิลิกาซึ่งประกอบด้วยซิลเวอร์ออกไซด์และเหล็กออกไซด์ (Fe2O3 ₎ถูกเตรียมขึ้นในขั้นตอนเดียวด้วยเทคโนโลยีแอโรโซลเปลวไฟที่ปรับขนาดได้^[ ₅₇ ^]อนุภาคนาโนไฮบริดพลาสมอนิก-แม่เหล็กเหล่านี้มีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ในการถ่ายภาพทางชีวภาพ การส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย^การ วินิจฉัย ในร่างกายและการบำบัด จุดประสงค์ของ เปลือก SiO2 _ที่ บางระดับนาโน คือเพื่อลดการปล่อย ไอออน Ag ⁺ที่เป็นพิษจากพื้นผิวอนุภาคนาโนไปยังเซลล์ที่มีชีวิต ส่งผลให้อนุภาคนาโนไฮบริดเหล่านี้ไม่แสดงความเป็นพิษต่อเซลล์ในระหว่างการถ่ายภาพทางชีวภาพและยังคงเสถียรในสารแขวนลอยโดยไม่มีสัญญาณของการรวมตัวหรือการตกตะกอน ทำให้สามารถใช้อนุภาคนาโนเหล่านี้เป็นโพรบอเนกประสงค์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพสำหรับการถ่ายภาพทางชีวภาพ ต่อมา โดยการติดฉลากพื้นผิวและจับกับเยื่อหุ้มเซลล์ Raji และHeLa ที่ติดแท็กอย่างเลือกสรร แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพและสามารถตรวจจับได้ภายใต้การส่องสว่างแบบสนามมืด อนุภาคนาโนไฮ _{บริด Janus ใหม่เหล่านี้เอาชนะข้อจำกัดของอนุภาค Fe₂O₃} (ความ_{เสถียร}ของอนุภาคในสารละลายแขวนลอยต่ำ) และ อนุภาค Ag (ความเป็นพิษ) ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ต้องการของFe₂O₃ และคุณสมบัติ ทาง แสงแบบพลาสมอนิ ก ของAg _{ไว้ได้}

การประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพของอนุภาค Janus ได้รับการสาธิตครั้งแรกโดย Nisisako et al.ซึ่งใช้ประโยชน์จากความไม่สมมาตร ทางไฟฟ้า ของอนุภาค Janus ที่บรรจุด้วยเม็ด สีขาวและดำ ในซีกโลกทั้งสอง^{[ 58 ]}อนุภาคเหล่านี้ถูกนำมาใช้สร้างหน้าจอที่สามารถสลับได้โดยการวางชั้นบางๆ ของทรงกลมเหล่านี้ไว้ระหว่างอิเล็กโทรด สองตัว เมื่อเปลี่ยนสนามไฟฟ้า ที่ใช้ อนุภาคจะหันด้านสีดำไปทางขั้วบวกและด้านสีขาวไปทางขั้วลบดังนั้นทิศทางและสีของจอแสดงผลจึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการกลับทิศทางของสนามไฟฟ้า ด้วยวิธีนี้ อาจเป็นไปได้ที่จะสร้างจอแสดงผลที่บางมากและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

อนุภาค กราฟีน Janus ถูกนำมาใช้ในแบตเตอรี่โซเดียมไอออน แบบทดลอง เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นจุดปฏิสัมพันธ์ ในขณะที่อีกด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแยกชั้น ความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 337 mAh/g ^{[ 59 ]}

• ไมโครสวิมเมอร์
• อนุภาคบราวน์แบบแอคทีฟ

• กระบวนการที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับการสังเคราะห์ขนาดใหญ่ที่หลากหลายเก็บถาวรเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2016 ที่Wayback Machine , Groupe NanoSytèmes Analytiques
• หนังสือ: การสังเคราะห์อนุภาค Janus การประกอบตัวเอง และการประยุกต์ใช้งาน , RSC Smart Materials
• อนุภาคยานัส , ฟิสิกส์วันนี้
• อนุภาค 'สองหน้า' ทำหน้าที่เหมือนเรือดำน้ำขนาดจิ๋วเก็บถาวรเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2551 ที่Wayback Machine , EurekAlert!
• นาโนเวิลด์: อนุภาคนาโนสองหน้าแบบยานัส , PhysOrg.com