多凸起樹莓狀(Raspberry-like, RB)納米粒子具有高比表面積和強光散射能力,在載藥、異相催化等領域具有可觀的應用前景。但樹莓狀納米粒子的制備過程常常需要多步驟操作、其后修飾途徑有限(對引入各種功能化基團帶來限制)、在修飾中可能導致形貌坍塌。
聚合誘導自組裝(PISA)(Macromol. Rapid Commun. 2019, 40, e1800325)為合成不同結構的納米材料提供了一種方便快捷的手段。最近,復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室的PolyMao(陳茂)課題組首次將研究團隊前期開創(chuàng)的引發(fā)劑原位異化聚合策略應用于自組裝領域,發(fā)展了光照氟聚合物的非同步自組裝方法,通過切換可見光強度可從單體出發(fā)一步合成樹莓狀含氟納米粒子(圖1),并可通過引發(fā)劑對粒子形貌尺寸進行調節(jié)(圖2)。
圖1. 弱-強光切換的光照聚合制備含氟樹莓狀納米粒子。
圖2. 不同引發(fā)劑制備的含氟樹莓狀納米粒子。
該含氟納米粒子不僅可在溫和的條件下與多臂交聯(lián)試劑偶聯(lián),對其結構穩(wěn)定性進一步增強,還能與含有巰基的烷基、芳基、烯基試劑偶聯(lián),負載各種小分子,方便獲得功能化納米粒子。此外,納米粒子中的五氟苯(來源于含氟粒子)與芳基(來源于四苯乙烯)可發(fā)生極性π-π相互作用,限制芳基運動。因此,將該粒子與含有四苯乙烯片段(Adv. Mater. 2014, 26, 5429)的小分子混合,可獲得增強的聚集誘導發(fā)光效果(圖3)。
圖3. a)修飾前,b)交聯(lián)后,c)取代反應后,d)與AIE小分子混合后的粒子形態(tài);e)RB粒子與AIE小分子混合前后的熒光光譜圖及AIE顯色照片;f)五氟苯基和苯基之間的極性π-π作用示意圖。
該方法不僅合成簡單(單步驟,先后兩種光強)、高效(接近于定量轉化),其產品還易于通過不同手段(化學修飾或非共價鍵作用)進行轉化,結合氟聚合物本身的獨特優(yōu)勢,相信該材料可用于載藥、催化等方向的進一步探索。
該論文發(fā)表在英國皇家化學會旗艦期刊Chemical Science (DOI:10.1039/D0SC04141F),作者依次為:韓善濤(第一作者),谷宇,馬明鈺,陳茂(通訊聯(lián)系人)。感謝國家自然科學基金委、復旦大學聚合物分子工程國家重點實驗室的大力支持。
全文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/SC/D0SC04141F#!divAbstract
更多課題組介紹請點擊:http://polymaolab.com/
歡迎對該課題組研究方向感興趣的同學與他們聯(lián)系,咨詢加入課題組的機會(包括碩士、博士、博士后)。聯(lián)系方式:chenmao@fudan.edu.cn
- 暨南大學寧印教授 Small:雙納米填料策略構建聚合物-無機納米復合薄膜 2024-09-07
- 中山大學陳永明教授團隊石毅副教授 Macromolecules:聚合物分子刷嵌段共聚物的高效可控合成及PISA行為 2023-02-12
- 安徽大學張文建/白瑋和中國科大洪春雁 Angew: 聚合物納米線制備重復率顯著提高的普適方法 2022-09-15