兩親嵌段聚合物的自組裝為構建納米結構提供了多樣的模板,通過嵌段共聚物中的成核段在不良溶劑中的結晶行為誘導形成規則的納米結構。結晶誘導自組裝(Crystallization-driven self-assembly, CDSA)通過對晶體生長的控制而實現對納米結構形貌和維度的精準調控。不同于傳統的純有機嵌段共聚物體系,含金屬的嵌段共聚物通過結晶誘導組裝可獲得功能性的雜化納米材料,表現出特殊的光電磁學性質。通過控制嵌段共聚物的組成,可以調控使得金屬中心選擇性地分布于組裝體的核/殼結構上。
去年末,美國南卡羅來納大學唐傳兵教授團隊在Macromolecules報道了通過烯烴閉環復分解反應和開環易位聚合(ROMP)制備了一系列新型的二茂鐵基結晶聚合物。通過退火,他們制備出形狀規則、尺寸均均一的片層狀納米結構,如圖1所示。其中,可結晶的聚二茂鐵位于三明治結構片層中心,聚環辛烯分布于片層兩側。
圖1. 主鏈型二茂鐵基結晶聚合物的合成與組裝示意圖
進一步研究表明,金屬基高分子也可位于結晶組裝體的殼層結構上。近日,唐傳兵教授和英國布里斯托大學的Ian Manners教授團隊合作,在ACS Macro Lett.雜志報道了二茂鈷金屬聚合物在結晶誘導自組裝方面的研究。這類特殊的帶電金屬基聚電解質在嵌段共聚物結晶誘導自組裝中罕見報道。
首先,二茂鈷金屬聚電解質通過開環聚合(ROP)和可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)聚合合成,如圖2所示。此外,聚己內酯具有優秀的生物相容性和可降解性,利用聚己內酯的結晶性能和二茂鈷結構片段的靜電相互作用,通過調節兩個嵌段的比例,和溶劑的選擇,形成了一系列不同縱橫比的六邊形,菱形納米結構。這些新的聚合物和結構有望在生物,醫藥等領域得到應用。
圖2. 二茂鈷基金屬聚電解質嵌段共聚物的合成和結晶誘導自組裝
論文鏈接:
- 中國科大陳昶樂/安大陳敏、張文建 Angew:ROMP-RAFT串聯聚合新方法制備聚烯烴多嵌段共聚物 2025-07-02
- 天津大學/北京大學 Sci. Adv.:基于光子微球索引的高容量DNA數據存儲隨機訪問技術 2025-06-21
- 青科大李志波/劉紹峰教授團隊 ACS Catal.: 新型鉿金屬催化劑鏈穿梭聚合制備高熔點烯烴嵌段共聚物OBC 2025-05-11
- 天津大學宋東坡教授課題組 Angew:超分子瓶刷自組裝構筑納米到微米跨尺度光學結構 2025-05-15
- 東北林業大學劉守新教授團隊 Small:乙醇介導的膠束自組裝實現具有單晶形態和可調孔結構的有序介孔炭 2025-05-02
- 復旦大學王國偉團隊 Macromolecules:突破自組裝技術新邊界 - 高固含量下嵌段共聚物的熱誘導自組裝與熱誘導協同自組裝 2025-04-27
- 電子科大崔家喜教授團隊 Small:結晶誘導聚合物網絡生長實現水凝膠力學性能增強 2025-03-26