香港城市大学柴愚教授《自然·通讯》：伴随溶剂诱导聚合物液-液界面自组装

主要观点总结

液-液界面在材料制备中具有重要价值，研究人员利用液-液界面的自组装技术实现了多种二维聚合物材料的精确制备。近期，柴愚教授团队创新性地引入了双亲性溶剂的跨界面扩散，提出了一种名为CSAA的新技术，该技术不依赖于材料的界面活性，具有良好的普适性，并成功应用于制备二维聚合物薄膜及柔性器件。研究成果已发表在《Nature Communications》上。

关键观点总结

关键观点1: 液-液界面自组装技术的价值和局限性

液-液界面凭借纳米级厚度、理论上无限制的面内尺寸以及优异的分子流动性，成为材料自组装和二维纳米材料制备的理想平台。但现有技术多依赖于材料的界面活性，对非界面活性材料的可控自组装存在挑战。

关键观点2: CSAA技术的原理和特点

CSAA技术通过双亲性溶剂的跨界面扩散传质过程辅助非界面活性聚合物的液-液界面组装，不依赖于材料的界面活性，具有很好的普适性。该技术为非界面活性材料的可控自组装提供了新的途径。

关键观点3: CSAA技术的应用和实验结果

研究团队通过CSAA技术实现了2D/准2D聚合物的制备，并基于此发展了一系列柔性器件及柔性器件制造技术。实验通过共溶剂跨界面扩散的被动组装机制，直观展示了聚合物在水油界面的组装过程。同时，研究还验证了CSAA技术的普适性，在不同聚合物材料中均表现出良好的组装效果。

文章预览

液-液界面具有纳米级厚度和理论上无限制的面内尺寸，凭借其优异的分子流动性，成为了材料自组装以及二维纳米材料制备的理想平台。长期以来，研究人员们利用液-液界面的自组装技术，从微观到宏观尺度上，实现了无缺陷的晶圆级二维聚合物、分级结构聚合物纳滤膜等多种具有不同结构但广泛应用的二维聚合物材料的精确制备。此外，通过将高界面活性的聚合物或改性后的纳米颗粒组装到液-液界面上，可以促使界面在非平衡态下保持稳定，并控制液-液界面的形状。这些技术在材料制备和柔性器件开发方面展现出极大的前景。然而，几乎所有基于液-液界面的材料制备技术均依赖于材料的界面活性，如表面活性剂或双亲性嵌段共聚物。考虑到成本以及可能涉及的复杂材料后处理过程，这些技术仍具有一定的局限性。此外，生产生活中涉及到的 ………………………………