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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

童再再，浙江理工大學材料科學與工程學院教授。研究團隊長期從事高分子結晶、嵌段共聚物自組裝的研究，旨在從多層次結構層面上揭示高分子材料的構效關系，實現對高分子材料聚集態結構的深入認識及性能的調控，發展精準構筑高分子二維納米材料及性能調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等期刊發表學術論文40余篇。（來源：童再再課題組網頁）

論文速覽

本研究通過自發的精確破碎方法，合成了具有各向異性的中空片狀聚合物粒子。利用序列種子生長技術，構筑具有含區域穩定性-非穩定性的分段式膠束，利用膠束自發精確破碎的特性實現了一步法制備具有中空結構的二維（2D）片狀膠束。

本研究報道了含有亞穩態結晶域的2D片狀膠束在老化過程中會自發破碎。通過實驗發現，低溫下結晶的低分子量聚合物在2D片狀膠束中形成亞穩定的域，這些域在老化時會自發斷裂。

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

圖文導讀

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

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

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

圖4：通過種子生長在-25 °C下制備的2D PBA片狀膠束，使用不同質量比的高分子量PBA和低分子量PBA混合物的TEM形態。

圖5：利用熒光標記的聚合物混合物，通過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：通過順序種子生長方法在-25 °C下制備的具有不同化學穩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，展示了中空片狀膠束的形成。

總結展望

本研究成功展示了一種通過自發精確斷裂方法合成中空片狀聚合物粒子的新技術。通過活性結晶驅動自組裝技術，利用低溫下種子生長方法，可制備出具有不同穩定性的2D片狀膠束。這些片狀膠束在老化過程中能夠自發地在特定區域發生斷裂，形成中空結構。

結果表明，低分子量均聚物的快速結晶是導致片狀膠束斷裂的關鍵因素，且可通過調節低分子量均聚物的含量、結晶溫度和種子核組分來控制斷裂速率。此外，通過順序種子生長方法，可以制備具有不同化學組成和穩定性的2D分段片狀膠束，進而通過選擇性斷裂最不穩定的域來獲得中空片狀膠束。

本工作不僅提供了一種避免復雜后處理步驟的簡便方法來合成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，以時空控制的方式實現選擇性斷裂，為制備具有復雜結構的2D納米粒子提供了新的可能性。

文獻信息

標題：Synthesis of hollow platelet polymer particles by spontaneous precision fragmentation

期刊：Nature Synthesis

DOI：10.1038/s44160-024-00554-0

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/05/65a7d46618/

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