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在讀博士一作！浙理工，唯一通訊單位新發(fā)Nature Synthesis！

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(xiàn)對高分子材料聚集態(tài)結構的深入認識及性能的調控，發(fā)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(fā)表學術論文40余篇。（來源：童再再課題組網(wǎng)頁）

論文速覽

本研究通過自發(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。利用序列種子生長技術，構筑具有含區(qū)域穩(wěn)定性-非穩(wěn)定性的分段式膠束，利用膠束自發(fā)精確破碎的特性實現(xiàn)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(wěn)態(tài)結晶域的2D片狀膠束在老化過程中會自發(fā)破碎。通過實驗發(fā)現(xiàn)，低溫下結晶的低分子量聚合物在2D片狀膠束中形成亞穩(wěn)定的域，這些域在老化時會自發(fā)斷裂。

利用自發(fā)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(jīng)過5 min和24 h老化后的片狀膠束形態(tài)，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(tài)。

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(tài)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(tài)。

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(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。

總結展望

本研究成功展示了一種通過自發(fā)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(wěn)定性的2D片狀膠束。這些片狀膠束在老化過程中能夠自發(fā)地在特定區(qū)域發(fā)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(jié)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(wěn)定性的2D分段片狀膠束，進而通過選擇性斷裂最不穩(wěn)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(xiàn)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(chuàng)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/2024/06/10/406305fd6e/

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