3. 主體控制的刺激響應(yīng)聚合物
分子兩親性是影響分子組裝體形貌的關(guān)鍵因素,如果可以在溶液中動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)分子的親疏水性質(zhì),則可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制組裝體組裝方式的目標(biāo)。袁金穎等合成了一種雙親性嵌段接枝的梳形共聚物EC-g-PCL-b-PEO,主鏈為乙基纖維素(EC),側(cè)鏈嵌段依次為聚己內(nèi)酯(PCL)和聚環(huán)氧乙烷(PEO)。在水溶液中,這種梳形共聚物可以自組裝為球狀膠束。由于該共聚物的側(cè)鏈PCL及PEO嵌段都具有和α-環(huán)糊精(α-CD)包絡(luò)嵌套的能力,而二者對(duì)其的嵌套能力不同(PEO>PCL),因此向該聚合物組裝體溶液中添加α-CD可以導(dǎo)致該共聚物兩親性的動(dòng)態(tài)變化。隨著α-CD在溶液中濃度的提高,組裝體可以由球狀膠束逐級(jí)進(jìn)化到柱狀膠束、囊泡及超分子片層結(jié)構(gòu),尺寸也逐級(jí)提高。相反,環(huán)糊精對(duì)聚合物鏈的嵌套可以被苯酚所解離,向溶液中添加苯酚可以逐級(jí)導(dǎo)致組裝體的退化。通過(guò)調(diào)整主客體的比例,嘗試建立了高分子的自調(diào)節(jié)和形貌轉(zhuǎn)變,使其可以在球狀膠束-柱狀膠束-囊泡-片層之間可逆地進(jìn)化與退化。這為模仿生命體中各種構(gòu)筑基元之間的分子間相互作用提供了一種新思路。該工作發(fā)表在Polymer Chemistry,2010, 1, 423-425上,并被選作當(dāng)期封面進(jìn)行了突出亮點(diǎn)報(bào)道。
4.二氧化碳刺激響應(yīng)聚合物囊泡
脒與二氧化碳能可逆形成脒基碳酸鹽,使得體系極性發(fā)生可逆變化。袁金穎等將這類極性顯著變化的二氧化碳響應(yīng)體系引入到共聚物的刺激響應(yīng)組裝領(lǐng)域,合成了一類含脒側(cè)基的兩親性嵌段共聚物,即聚環(huán)氧乙烷-b-聚(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺(PEO-b-PAD)。該類共聚物可以在水溶液中自組裝形成大分子囊泡體,在二氧化碳?xì)怏w氛圍,導(dǎo)致含脒側(cè)基嵌段極性增大,進(jìn)而使囊泡發(fā)生體積的可控增長(zhǎng),而改換惰性氣體如氬氣,脒基碳酸鹽脫去二氧化碳形成脒側(cè)基,囊泡體積又可回復(fù),如此可逆循環(huán)往復(fù)。該研究成果已發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4923-4927,并被選為熱點(diǎn)文章。
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