兩親性聚合物自組裝可以得到多種不同的納米結構,例如:球形膠束、囊泡、柱狀結構、纖維、分級結構等。這些納米結構在材料科學、生物醫藥、能源環保等領域具有廣泛的應用前景。長期以來,不論對于哪一種聚合物自組裝體系,鏈結構中的親疏水平衡都是自組裝體形成和其形貌調控的決定性因素。但親水-疏水鏈段的嚴格區分、合成方法上的高要求、親疏水平衡的精確調節等都限制了聚合物自組裝結構在以上領域的應用。
近日,田威教授及其合作者發現了一種引發聚合物自組裝的新驅動力。在這種驅動力的作用下,聚合物的自組裝可以不依賴于傳統的親疏水平衡而發生,自組裝體的形貌和尺寸也可以較為容易的得到調控。這種新的驅動力就是能夠形成分子內氫鍵的端炔基基團。田威教授將一系列具有不同分子結構的炔基基團引入全親水性線型和長鏈超支化聚合物的端基,并將其直接溶解于水中得到了不同種類的納米結構,如:多層囊泡(Multicompartment Vesicles)、球形復合膠束(Spherical Compound Micelles)、花狀復雜結構粒子(Flower-like Complex Particles)等(如下圖)。端炔基引發的自組裝為制備多種形貌的聚合物自組裝納米結構開辟了新途徑。相關研究工作已在線發表于《Polymer Chemistry》(2014, DOI: 10.1039/C4PY00501E)(http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/py/c4py00501e#!divAbstract )。
《Polymer Chemistry》期刊的兩位審稿人高度評價了本工作,審稿人A認為:據他所知,端基對自組裝的影響是一個全新的、原創性的概念(審稿人A評語“As far as I know, the detailed of end group effect on self-assembly is a new and original concept”);審稿人B認為:如果該論文被錄用,對高分子化學來講將是一項突出的貢獻(審稿人B評語“It would be an excellent contribution to Polymer Chemistry if accepted for publication”)。
本項研究工作的主要完成者為課題組博士生劉婷婷、合作單位為同濟大學杜建忠教授課題組。