華東理工結晶驅動自組裝與聚合誘導自組裝研究獲進展
近日，華東理工大學材料學院Gerald Guerin教授團隊首次提出以結晶驅動自組裝（CDSA）所得到的膠束作為骨架，進一步利用聚合誘導自組裝（PISA）來實現“棒上長珠”的高維度結構制備。相關成果發表于《德國應用化學》雜志。
在宏觀世界，復雜物體可視為球體、棒狀等基本幾何形狀的組合，通過特定組裝即可執行復雜功能，且制造相對容易；然而在納米尺度，將不同幾何形狀的器件通過共價連接精確組裝到指定位置，仍是一個極具挑戰的技術難題。
研究團隊提出了一種創新策略：以CDSA制備的核結晶膠束為骨架，進一步通過PISA制備出更為復雜的納米結構。研究人員首先合成了兩種分子量分布窄的結晶性-無定型嵌段共聚物：聚芴三亞甲基碳酸酯-b-聚2-乙烯基吡啶（PFTMC-b-P2VP）和聚芴三亞甲基碳酸酯-b-聚丙烯酸叔丁酯（PFTMC-b-PtBA）。隨后利用CDSA的特性，團隊構建了兩種長度均勻的一維膠束結構，其中一種在結構的不同部分具有不同的聚合活性，另一種則在整個結構上具有相同的聚合活性。基于第一種膠束結構在特定的位置引發了PISA反應，即在僅中間區段具有聚合活性的膠束上實施（CDSA-s-PISA），制備出帶有一個或兩個珠狀結構的長條形結構；而對于第二種整段膠束均具有聚合活性的情況下，加入一定量的大分子鏈轉移劑（macro-CTA）進行CDSA-s-PISA，得到被珠狀結構所裝飾的棒狀膠束。
兩種不同聚合活性膠束分別進行聚合誘導自組裝所得結構的示意圖和透射電鏡圖。受訪對象供圖
據悉，該研究提出了一種全新的方法，能夠從球狀、棒狀等基礎幾何形狀出發，以特定方式組合并構筑更為復雜的納米結構。這一突破為設計與制備功能化的納米器件提供了新途徑，有望使未來納米器件執行更為復雜的任務。該研究被視為推動下一代超級載體與納米機器發展的關鍵一步，為相關領域的創新打開了新大門。
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