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  近些年來(lái)，二維納米材料因其在生物醫(yī)學(xué)、儲(chǔ)能等方面的應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注。目前，利用聚合物制造二維納米片已有一些研究，其中，利用聚合物的結(jié)晶是制造片狀二維結(jié)構(gòu)的有效方法之一。然而，在納米結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程中會(huì)發(fā)生高度復(fù)雜的結(jié)晶過(guò)程，例如，聚合物的結(jié)晶在納米級(jí)環(huán)境中被限制，導(dǎo)致結(jié)晶度低或不結(jié)晶。因此，開(kāi)發(fā)具有可控結(jié)晶過(guò)程的聚合物來(lái)制備二維納米片狀結(jié)構(gòu)存在挑戰(zhàn)，特別是可側(cè)向擴(kuò)展的二維納米片狀結(jié)構(gòu)。

  青島科技大學(xué)李志波教授、孫靜教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)聚合物分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合成具有結(jié)晶性的聚類(lèi)肽共聚物PEG-b-PNOG【聚乙二醇-b-聚（N-辛基甘氨酸）】制備了厚度約為6nm的可側(cè)向擴(kuò)展的二維納米片。納米片通過(guò)sphere-to-cylinder-to-nanosheet多級(jí)次組裝途徑獲得，在PNOG段結(jié)晶驅(qū)動(dòng)的作用下，初步組裝sphere結(jié)構(gòu)作為基元，自發(fā)的逐步堆疊成cylinder結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步堆疊成2D-nanosheet結(jié)構(gòu)。他們通過(guò)模擬蛋白質(zhì)結(jié)晶的多步策略，從合成的嵌段共聚物中獲得了多級(jí)納米結(jié)構(gòu)。這種通過(guò)聚合物自發(fā)組裝高效地制造2D晶體納米片的方法有望激發(fā)新一代生物納米材料在生物醫(yī)學(xué)和納米技術(shù)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

PEG₁₁₂-b-PNOG₅₄在乙醇溶液中退火20天的(a)TEM，(b)AFM和(c) Cryo-TEM 圖像，。

PEG₁₁₂-b-PNOG₅₄的sphere和nanosheet結(jié)構(gòu)面內(nèi)GIWAXS圖。

PEG₁₁₂-b-PNOG₅₄嵌段共聚物組裝成二維納米片的模型。

PEG₁₁₂-b-PNOG₅₄在乙醇溶液(1mg/m L)中退火(a)3小時(shí)，(b)2天，(c)4天，(d)8天，(e)和(f)10天的TEM 圖像。

  該工作發(fā)表在Macromolecules,2018,51,6344-6351，第一作者為碩士生史哲坤，通訊作者為孫靜教授和李志波教授。

  DOI:10.1021/acs.macromol.8b00986。感謝國(guó)家自然科學(xué)基金(51722302, 21674054, 51503115,21434008)的支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b00986

  下載：Crystallization-Driven Two-Dimensional Nanosheet from Hierarchical Self-Assembly of Polypeptoid-Based Diblock Copolymers