华东理工结晶驱动自组装与聚合诱导自组装研究获进展

  近日，华东理工大学材料学院Gerald Guerin教授团队首次提出以结晶驱动自组装（CDSA）所得到的胶束作为骨架，进一步利用聚合诱导自组装（PISA）来实现“棒上长珠”的高维度结构制备。相关成果发表于《德国应用化学》杂志。

  在宏观世界，复杂物体可视为球体、棒状等基本几何形状的组合，通过特定组装就可以执行复杂功能，且制造相对容易；然而在纳米尺度，将不同几何形状的器件通过共价连接精确组装到指定位置，仍是一个极具挑战的技术难题。

  研究团队提出了一种创新策略：以CDSA制备的核结晶胶束为骨架，进一步通过PISA制备出更复杂的纳米结构。研究人员首先合成了两种分子量分布窄的结晶性-无定型嵌段共聚物：聚芴三亚甲基碳酸酯-b-聚2-乙烯基吡啶（PFTMC-b-P2VP）和聚芴三亚甲基碳酸酯-b-聚丙烯酸叔丁酯（PFTMC-b-PtBA）。随后利用CDSA的特性，团队构建了两种长度均匀的一维胶束结构，其中一种在结构的不同部分具有不一样的聚合活性，另一种则在整个结构上具有相同的聚合活性。基于第一种胶束结构在特定的位置引发了PISA反应，即在仅中间区段具有聚合活性的胶束上实施（CDSA-s-PISA），制备出带有一个或两个珠状结构的长条形结构；而对于第二种整段胶束均具有聚合活性的情况下，加入一定量的大分子链转移剂（macro-CTA）进行CDSA-s-PISA，得到被珠状结构所装饰的棒状胶束。

  据悉，该研究提出了一种全新的方法，能够从球状、棒状等基础几何形状出发，以特定方式组合并构筑更复杂的纳米结构。这一突破为设计与制备功能化的纳米器件提供了新途径，有望使未来纳米器件执行更复杂的任务。该研究被视为推动下一代超级载体与纳米机器发展的关键一步，为相关领域的创新打开了新大门。

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