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刘冰课题组在高分子胶体可控合成方面取得新进展
2021-02-01 | 编辑:lry | 【 】【打印】【关闭

  盘状胶体作为最典型的各向异性胶体之一,是自组装构建复杂层级结构的理想单元,也是研究自组装、玻璃化转变、扩散、颗粒流变学、介晶相行为中许多基本物理化学问题的有效模型。目前,合成单分散、形状可控、表面化学清晰的高分子盘状胶体仍缺少普适性方法。 

  最近,在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,化学所高分子物理与化学实验室刘冰研究员课题组,提出了一种框架导向策略,成功制备了多种高分子胶体圆盘。他们开发了模板基的方法成功制备了单分散的SiO2胶体环(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9807),在此基础上,利用合成的环状胶体,系统研究了胶体尺度的Plateau– Rayleigh不稳定性,并发现了该不稳定性是合成Janus胶体和多patchy胶体的有效方法(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16884)。本工作中,他们进一步利用这些环形胶体作为框架来控制液体环(聚合物溶液)的收缩不稳定性。他们首先设计路线在环形框架的表面引入聚合物溶液,形成环形的液体壳,通过控制条件抑制Plateau– Rayleigh不稳定性,使这些液体环不会断裂成小液滴,仅能自发收缩,这样的收缩通常会导致球形液滴的出现,然而在环形框架的导向下,液体环能收缩成可控的非球形,最终诱导聚合物圆盘的形成(图1)。利用该策略,所制备的聚合物圆盘形状参数可调,最大特色是该方法不依赖于特定的聚合物、溶剂或者框架,具有很好的扩展性。该工作为聚合物胶体圆盘合成提供了有效的普适性方法。相关研究工作发表在近期的Journal of the American Chemical Society上(2021, DOI: 10.1021/jacs.0c08627),共同第一作者为博士生曲娜、博士后罗章博士生赵书平,通讯作者为刘冰研究员 

 

   

  聚合物胶体圆盘合成的示意图 

 

  高分子物理与化学院重点实验室 

  202121 

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