結晶驅動自組裝(CDSA)是制備一維(1D)或二維(2D)核殼膠束的一種有力的技術,包含自晶種(self-seeding)和種子生長(seeded growth)在內的兩種“活性”CDSA方法已廣泛應用于結晶性聚(二茂鐵基二甲基硅烷)(PFS)基嵌段共聚物。利用聚合物晶體附生生長的特性,目前在PFS體系中已制備出系列具有尺寸均一、結構復雜的膠束。但是膠束“活性”生長的特點在其它可結晶嵌段共聚物中仍顯不足,包括生物相容/可生物降解材料的聚酯材料,如聚己內酯(PCL)和聚乳酸(PLLA)。在過去的兩年中,該團隊圍繞PCL嵌段共聚物開展了系列的結晶驅動自組裝研究工作,在膠束尺寸控制和維度生長方面取得了系列成果。例如,PCL嵌段共聚物在1D碳納米管上的空間受限生長會從二維片狀結構向一維棒狀結構轉變(Macromolecules 2021, 54 (6), 2844-2851);另外通過加入PCL均聚物,利用種子生長實現了2D PCL片狀膠束的“活性”生長以及復雜嵌段共膠束的構建(Macromolecules 2022, 55 (3), 1067-1076)。
圖1 PPDO-b-PDM嵌段共聚物的結構式
近期,浙江理工大學材料科學與工程學院童再再團隊設計合成了PPDO-b-PDMA(PDMA=聚N,N-二甲基丙烯酰胺)嵌段聚合物(圖1)。首先,通過自發成核(升溫-降溫-老化)的方式,在共溶劑DMSO的作用下有效抑制了PPDO鏈段的膠束化速度,并通過加入不同DMSO含量如DMSO/EtOH=1:7 或1:11來調控PPDO不同晶面的生長速度,從而制備了2D準四邊形和六邊形片狀膠束(圖2),通過透射式電子顯微鏡(TEM)和選區電子衍射(SAED)分析表征了不同形狀膠束的形成機理。


圖4 種子生長法制備尺寸可控的2D準四邊形片狀膠束
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.macromol.2c01158
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