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北京大学陈尔强/杨爽等《JACS》:无规产生有序!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-11-13 07:40
    

主要观点总结

该文章主要介绍了北京大学陈尔强教授和杨爽研究员团队通过设计两种仅尾链不同的楔形单体,利用“一锅法”开环聚合得到一系列侧链液晶无规共聚物。这种无规共聚物可以通过简单调控投料比实现丰富的自组装结构,包括液晶柱状相、球状相、柱状相、双连续相和层状相。这是首次在无规共聚物体系中获得GYR相。液晶基元的各向异性排列显著促进了两种侧链的微相分离,而侧链的化学结构精确性保证了最终组装结构的精确尺寸。该无规共聚物在构筑纳米功能材料方面显示出广泛的应用前景。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

自然界中的自组装现象在生命体系材料科学中都有广泛应用,如何利用自组装得到性能优异的纳米材料始终是重要的科学问题。然而,从分子层面设计构筑基元进而形成所需结构一直是一个挑战。

关键观点2: 研究内容

研究者设计了两种仅尾链不同的楔形单体,通过“一锅法”开环聚合得到一系列无规共聚物。这种无规共聚物的自组装结构可以通过简单调控投料比来实现,包括多种纳米结构。特别地,液晶基元的各向异性排列显著促进了两种侧链的微相分离。

关键观点3: 研究结果

无规共聚物的自组装结构丰富多样,包括液晶柱状相、球状相、柱状相、双连续相和层状相等。特别的是,首次在无规共聚物体系中获得了GYR相。液晶基元的各向异性排列对微相分离起到了关键作用。此外,侧链的化学结构精确性保证了最终组装结构的精确尺寸。

关键观点4: 研究意义

该研究在分子设计、制备和自组装方面取得了重要进展,为构筑纳米功能材料提供了新的思路和方法。该无规共聚物在材料科学、纳米科技等领域具有广泛的应用前景。


文章预览

自组装是构筑基元自发形成有序结构的过程。自然界中的自组装现象处处可见。对于生命体系,众多生理功能的实现都依赖于自组装形成的多级有序结构,如蛋白质的折叠、染色体的形成都与自组装密切相关。对材料科学而言,如何利用自组装得到性能优异的纳米材料始终是重要的科学问题。然而,从分子层面设计构筑基元,进而“自下而上”地形成所需的复杂有序多级结构,始终是一个巨大的挑战。例如,嵌段共聚物能够通过微相分离形成丰富的有序纳米结构,但若想要精确调控微相分离则需要精确调控共聚物的组成和分子量,其制备过程需要繁琐的序列加料和条件严苛的活性/可控聚合。 近期, 北京大学 陈尔强教授 和 杨爽研究员 团队发现, 只需将两种仅尾链不同的楔形单体进行“一锅法”聚合,即可得到一类具有优异自组装性能的侧链液 ………………………………

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