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  聚吡咯 (PPy) 作為一種典型的導電聚合物，具有成本低、合成簡便、密度低、導電性好、生物相容性好等優點，因而在光熱療法、抗菌活性、藥物載體以及可控釋放等領域吸引了人們的廣泛關注。近年來，有序多孔的聚吡咯（PPy）因其高比表面積、貫通多孔結構帶來的更多暴露活性位點以及便利的傳質優勢等等，在很多領域都展現出了誘人的前景。目前，雖然可以利用模板法制備多孔聚吡咯，但得到的材料通常具有較小的孔徑或不連續的孔道結構，而生物功能的大分子通常具有較大的尺寸（如大于20 nm），顯然，上述材料不利于生物大分子的選擇性吸附和釋放。此外，大的貫通孔道對于調節物質傳輸的效率和選擇性地捕獲其他功能目標分子也至關重要。然而，迄今為止，仍缺乏有效的途徑制備貫通的大介孔的聚吡咯導電聚合物材料。

  最近，來自華東師范大學的劉少華和上海交通大學的劉盡堯、上海科技大學的馬延航等團隊合作，利用兩親性嵌段聚合物自組裝聚集體作為模板，制備出一種前所未有的有序超大介孔、雙連續立方結構的聚吡咯材料（mPPy-cs），其孔徑可達45 nm，比表面積69.5 m² g^–1。此外，該材料也具有可調節的表面電荷和對pH值敏感的獨特特性，從而可用于蛋白的選擇性包覆和可控釋放（圖1）。

圖1 有序大介孔聚吡咯用于蛋白的選擇包覆和可控釋放示意圖

  mPPy-cs的合成策略如圖2所示，首先將自制的嵌段聚合物（聚苯乙烯-b-聚環氧乙烯，PS-b-PEO）溶解在混合溶劑中，控制條件使其自組裝，形成體心立方結構（）聚集體（PCs），隨后向膠束溶液中加入吡咯單體，借助于氫鍵作用使其和膠束共組裝，引發聚合并去掉模板，最終得到具有簡單立方結構（）的超大介孔聚吡咯（mPPy-cs）。

圖2 有序大介孔聚吡咯的合成示意圖

  制備的mPPy-cs尺寸約為4±1 μm，孔徑約為45 nm （圖3）通過掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡可以看到mPPy-cs的表面和內部都分布有序的大介孔。小角X射線散射（SAXS）結果也表明mPPy-cs的有序介孔結構。

  考慮到聚吡咯的超大孔結構以及其在不同pH下的帶電情況不同，他們也嘗試開發其用于生物大分子的選擇性包覆和可控釋放性能。研究表明，在pH為9.2的時候，該材料可以有效的吸附牛血清白蛋白（BSA），而同樣條件下對于免疫球蛋白G（IgG）吸附量很低，從而實現兩種蛋白質的分離。進一步地，當pH從9.2降到3.3的時候，該材料又可以快速釋放所吸附的BSA （圖5）。

  該工作成功地開發出一種雙連續的超大介孔導電聚合物材料，并對生物大分子的智能化響應性進行了初步探索，從而為開發其他的孔徑可調的大孔聚合物及類似功能材料提供一定的參考。論文以“Polypyrrole Cubosomes with Ordered Ultralarge Mesopore for Controllable Encapsulation and Release of Albumin”為題，發表在《Nano Letters》上。文章的第一作者分別來自華東師范大學的博士研究生吳勇、崔靜博士、上�？萍即髮W的博士研究生凌旸以及上海交通大學的博士研究生王馨悅。該文章得到了國家自然科學基金（51773062和61831021）以及上海科技計劃項目（21DZ2260400）的支持。

  課題組簡介：實驗室依托精密光譜國家重點實驗室、納光電教育部工程中心，并與傳感技術國家重點實驗室（中科院微系統所）密切合作，已建有材料合成、電化學和傳感性能測試平臺。主要研究集中在先進功能材料（有機、無機、聚合物及其復合材料等）的設計及其性能開發，包括其在光電、能源和傳感等領域的應用，包括如下方向（不限）：1. 新型二維材料的可控合成與組裝；2. 有序多孔和微孔聚合物；3. 納米能源材料與器件；4. 基于聚合物的新型傳感檢測等等。實驗室科研氛圍濃厚、設備齊全，畢業生去向良好。實驗室常年招生，期待優秀的學子加盟！

  下載：Polypyrrole Cubosomes with Ordered Ultralarge Mesopore for Controllable Encapsulation and Release of Albumin