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文献专栏

嵌段共聚物溶液自组装新进展(上海交通大学)

发表时间:2019-12-26 11:08

两亲性嵌段共聚物的溶液自组装提供了一种简单有效自下而上制备形貌可控超分子组装体的方法。组装体形貌可以通过许多因素调控,包括聚合物组成、聚合物浓度、溶剂性质、水含量等。在不同嵌段共聚物组装体中,具有反相介孔结构的胶体粒子(通常称为polymer cubosomes和hexasomes)因具有独特的结构和学术研究价值引起了人们的广泛关注。这些组装体可用于制备孔结构高度有序的介孔材料理想模板,在化学分离、能源存储与转化、催化等领域具有潜在应用。


近日,上海交通大学化学化工学院的研究团队在这一研究领域取得了显著进展。他们选用结构简单、易合成的两亲性嵌段共聚物——聚苯乙烯-聚氧化乙烯(PS-b-PEO),将其溶解在二甲基甲酰胺/二氧六环的混合溶剂中,缓慢滴加水驱动共聚物自组装,并通过调节PS链段的体积分数(90.3%~94.9%)和共聚物浓度(1~20 wt%)可控制备了三种不同有序孔结构的介孔超分子组装体,包括Im m Pn m 结构的反相双连续结构组装体(cubosomes)和p6mm 结构的反相组装体(hexasomes)。基于共聚物浓度和PS链段的体积分数,他们绘制了PS-b-PEO自组装形貌相图,还通过跟踪组装体形成过程中的中间体形貌,获得了上述反相组装体的形成机制,为制备双连续结构组装体提供了重要参考。


嵌段共聚物溶液自组装新进展1.jpg

图1. 通过调节PS-b-PEO共聚物浓度和PS链段的体积分数可控制备囊泡、Im mPn mp6mm结构反相组装体。


嵌段共聚物溶液自组装新进展2.jpg

图2. Im m (a-d)、Pn m (e-h)和p6mm (i-l)结构反相组装体的部分SAXS、SEM和TEM表征结果。


相关论文发表在近期的Angewandte Chemie International Edition 上,第一作者是上海交通大学的硕士研究生林志兴,通讯作者为上海交通大学的麦亦勇研究员、韩璐研究员和德国德累斯顿工业大学的冯新亮教授。


该论文作者为:

Zhixing Lin, Dr. Shaohua Liu, Wenting Mao, Hao Tian, Nan Wang, Ninghe Zhang, Dr. Feng Tian, Prof. Lu Han, Prof. Xinliang Feng, Prof. Yiyong Mai

原文(点此查看原文):

Tunable Self-Assembly of Diblock Copolymers into Colloidal Particles with Triply Periodic Minimal Surfaces

Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 7135, DOI: 10.1002/anie.201702591


来源:X-MOL

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