摘要：近日，我校程博闻教授团队在结晶聚合物溶液自组装领域取得重要进展和突破，在化学领域国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Precise preparation of size-uniform

近日，我校程博闻教授团队在结晶聚合物溶液自组装领域取得重要进展和突破，在化学领域国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Precise preparation of size-uniform two-dimensional platelet micelles through crystallization-assisted rapid microphase separation using all-bottlebrush-type block copolymers with crystalline side chains”的研究论文（Xiaoliang Yu*, Yuanjian Fang, Zhiruo Luo, Xingjian Guo, Lulu Fu, Zhi Fan, Jin Zhao, Hongxiang Xie, Minjie Guo*, Bowen Cheng*, J. Am. Chem. Soc. 2025,DOI: 10.1021/jacs.4c16546）。化工与材料学院青年教师于晓亮为第一作者，于晓亮博士、郭敏杰教授、程博闻教授为论文的共同通讯作者，天津科技大学为独立通讯单位。

如何利用聚合物材料构筑尺寸均一、形貌可控的低曲率二维聚合物胶束，始终是聚合物自组装领域面临的关键挑战。一方面，二维聚合物胶束具有丰富的功能和优异的特性，如平面二维半导体纳米材料的长程有序特征可以促进电荷高效输运等，因此受到药物递送、诊疗成像、化学催化等多个领域的广泛青睐；另一方面，二维结构片状胶束显示出明显提高的比表面积、各向异性和表面修饰潜力，在多个基础和应用研究领域具有更突出的优势。目前，线性半结晶嵌段共聚物结晶驱动自组装是制备尺寸可控的二维片状胶束最有效的方法之一，但是该过程需要极低的组装浓度和较长的组装时间，因此在大规模制备微纳结构的实际应用中存在很大局限。

该研究首次结合了结晶作用驱动的自组装过程和瓶刷状聚合物拓扑结构快速微相分离的特征，利用聚丙烯酸十八烷基酯-嵌段-聚寡聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯为研究对象，建立了一种协同促进溶液环境中聚合物瞬时快速微相分离的新机制。与传统结晶驱动自组装相比，这种方法将组装时间大幅度缩短至几分钟甚至几秒，而组装浓度提升数十倍。通过进一步借助多种先进表征手段和分子动力学模拟，研究建立了胶束形貌与生长行为间的构效关系，揭示了自组装演化过程中显示出的温度依赖特征的关键作用，实现了对微纳结构生长的“活性”调节和高效构筑尺寸均一的微纳结构的目的，为聚合物自组装和凝聚态行为基础与应用研究提供了新的理论支撑。

图(A、B) 固态聚合物胶束的二维和一维小角X射线散射图谱

图(C) 聚合物的X-射线衍射图谱

图(D) 聚合物在正丙醇中自组装的动力学计算模型

图(E) 不同尺度下瓶刷状嵌段共聚物自组装二维片状胶束的层次结构示意图

该研究工作在《Journal of the American Chemical Society》期刊上发表，是学校深入实施“先锋计划”之“科技攀登”行动计划取得的又一标志性重要成果。后期，学校将进一步加强有组织科研，促进学科间交叉融合，立足解决聚合物领域中的多项基础问题和行业“卡脖子”技术，加强基础研究和应用基础研究，大力推进聚酯材料、高性能聚合物材料的研发和科研成果转化，推动新质生产力发展，为建设科技强国贡献科大力量。

图文来源/科技处

编辑/刘绍帆 崔月 陈艺 钟佳薇

来源：信息新视野