近日,華東理工大學(xué)材料學(xué)院Gerald Guerin教授團(tuán)隊(duì)首次提出以結(jié)晶驅(qū)動(dòng)自組裝(CDSA)所得到的膠束作為骨架,進(jìn)一步利用聚合誘導(dǎo)自組裝(PISA)來實(shí)現(xiàn)“棒上長珠”的高維度結(jié)構(gòu)制備。相關(guān)成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志。
在宏觀世界,復(fù)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(zhí)行復(fù)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(jià)連接精確組裝到指定位置,仍是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的技術(shù)難題。
研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新策略:以CDSA制備的核結(jié)晶膠束為骨架,進(jìn)一步通過PISA制備出更為復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)。研究人員首先合成了兩種分子量分布窄的結(jié)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(tuán)隊(duì)構(gòu)建了兩種長度均勻的一維膠束結(jié)構(gòu),其中一種在結(jié)構(gòu)的不同部分具有不同的聚合活性,另一種則在整個(gè)結(jié)構(gòu)上具有相同的聚合活性?;诘谝环N膠束結(jié)構(gòu)在特定的位置引發(fā)了PISA反應(yīng),即在僅中間區(qū)段具有聚合活性的膠束上實(shí)施(CDSA-s-PISA),制備出帶有一個(gè)或兩個(gè)珠狀結(jié)構(gòu)的長條形結(jié)構(gòu);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(zhuǎn)移劑(macro-CTA)進(jìn)行CDSA-s-PISA,得到被珠狀結(jié)構(gòu)所裝飾的棒狀膠束。

據(jù)悉,該研究提出了一種全新的方法,能夠從球狀、棒狀等基礎(chǔ)幾何形狀出發(fā),以特定方式組合并構(gòu)筑更為復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)。這一突破為設(shè)計(jì)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(zhí)行更為復(fù)雜的任務(wù)。該研究被視為推動(dòng)下一代超級載體與納米機(jī)器發(fā)展的關(guān)鍵一步,為相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新打開了新大門。
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