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第一作者：劉麗萍

通訊作者：童再再

通訊單位：浙江理工大學(xué)

童再再，浙江理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授。研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事高分子結(jié)晶、嵌段共聚物自組裝的研究，旨在從多層次結(jié)構(gòu)層面上揭示高分子材料的構(gòu)效關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)高分子材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的深入認(rèn)識(shí)及性能的調(diào)控，發(fā)展精準(zhǔn)構(gòu)筑高分子二維納米材料及性能調(diào)控的新方法和新理論。以第一作者/通訊作者在Nat. Chem., J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, Macromolecules, ACS Macro Letters等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。（來(lái)源：童再再課題組網(wǎng)頁(yè)）

論文速覽

本研究通過(guò)自發(fā)的精確破碎方法，合成了具有各向異性的中空片狀聚合物粒子。利用序列種子生長(zhǎng)技術(shù)，構(gòu)筑具有含區(qū)域穩(wěn)定性-非穩(wěn)定性的分段式膠束，利用膠束自發(fā)精確破碎的特性實(shí)現(xiàn)了一步法制備具有中空結(jié)構(gòu)的二維（2D）片狀膠束。

本研究報(bào)道了含有亞穩(wěn)態(tài)結(jié)晶域的2D片狀膠束在老化過(guò)程中會(huì)自發(fā)破碎。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低溫下結(jié)晶的低分子量聚合物在2D片狀膠束中形成亞穩(wěn)定的域，這些域在老化時(shí)會(huì)自發(fā)斷裂。

利用自發(fā)破碎的特性，通過(guò)空間選擇性斷裂2D分段片狀膠束，制備了通常無(wú)法通過(guò)熱力學(xué)過(guò)程獲得的2D中空片狀膠束。該策略為獲得具有不同核化學(xué)組成的2D中空組裝體提供了一種簡(jiǎn)單而通用的方法。

圖文導(dǎo)讀

圖1：從1D PCL核形成種子在-25 °C下通過(guò)PBA聚合物混合物異質(zhì)外延生長(zhǎng)形成的2D PBA片狀膠束的TEM圖像。圖像顯示了經(jīng)過(guò)5 min和24 h老化后的片狀膠束形態(tài)，以及通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）和原子力顯微鏡（AFM）驗(yàn)證的中空結(jié)構(gòu)形態(tài)。

圖2：通過(guò)TEM分析，不同質(zhì)量比的均聚物/BCP混合物在-25 °C下添加到1D PDMA137-b-PCL56-b-PDMA137種子后，2D PBA片狀膠束隨老化時(shí)間的形態(tài)演變。

圖3：使用具有寬分子量分布的PCL均聚物通過(guò)種子生長(zhǎng)從1D PBA核形成種子制備的2D PCL片狀膠束的破碎過(guò)程。

圖4：通過(guò)種子生長(zhǎng)在-25 °C下制備的2D PBA片狀膠束，使用不同質(zhì)量比的高分子量PBA和低分子量PBA混合物的TEM形態(tài)。

圖5：利用熒光標(biāo)記的聚合物混合物，通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）圖像展示了2D PCL片狀膠束中不同PCL組分的組成分布。

圖6：通過(guò)順序種子生長(zhǎng)方法在-25 °C下制備的具有不同化學(xué)穩(wěn)定性的分段片狀膠束的TEM圖像，以及這些板片狀膠束在老化24 h后的形態(tài)，展示了中空片狀膠束的形成。

總結(jié)展望

本研究成功展示了一種通過(guò)自發(fā)精確斷裂方法合成中空片狀聚合物粒子的新技術(shù)。通過(guò)活性結(jié)晶驅(qū)動(dòng)自組裝技術(shù)，利用低溫下種子生長(zhǎng)方法，可制備出具有不同穩(wěn)定性的2D片狀膠束。這些片狀膠束在老化過(guò)程中能夠自發(fā)地在特定區(qū)域發(fā)生斷裂，形成中空結(jié)構(gòu)。

結(jié)果表明，低分子量均聚物的快速結(jié)晶是導(dǎo)致片狀膠束斷裂的關(guān)鍵因素，且可通過(guò)調(diào)節(jié)低分子量均聚物的含量、結(jié)晶溫度和種子核組分來(lái)控制斷裂速率。此外，通過(guò)順序種子生長(zhǎng)方法，可以制備具有不同化學(xué)組成和穩(wěn)定性的2D分段片狀膠束，進(jìn)而通過(guò)選擇性斷裂最不穩(wěn)定的域來(lái)獲得中空片狀膠束。

本工作不僅提供了一種避免復(fù)雜后處理步驟的簡(jiǎn)便方法來(lái)合成2D中空片狀膠束，而且還可以利用不同域之間的斷裂速率差異，以時(shí)空控制的方式實(shí)現(xiàn)選擇性斷裂，為制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的2D納米粒子提供了新的可能性。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Synthesis of hollow platelet polymer particles by spontaneous precision fragmentation

期刊：Nature Synthesis

DOI：10.1038/s44160-024-00554-0

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/06/05/65a7d46618/

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