摘要：针对这一问题，汉阳大学Doory Kim课题组3人携手在Science Advances期刊上发表了题为“Oxygen-excluded nanoimaging of polymer blend films”的最新论文。他们开发了一种基于超分辨荧光显微镜的技术

研究背景

聚合物共混薄膜具有独特的性质，并在多个领域中有广泛应用。然而，理解其纳米尺度的结构和聚合物组分分布仍然是一个挑战。

针对这一问题，汉阳大学Doory Kim课题组3人携手在Science Advances期刊上发表了题为“Oxygen-excluded nanoimaging of polymer blend films”的最新论文。他们开发了一种基于超分辨荧光显微镜的技术。通过使用点积累成像技术和磺酸盐染料分子，作者实现了对聚合物共混薄膜的纳米尺度成像，并特异性地标记了非氧域，同时排除了含氧域。这种选择性归因于染料分子中负电荷的磺酸盐基团与聚合物侧链中的氧原子之间的静电排斥作用。

作者展示了纳米成像在各种聚合物共混薄膜中的适用性，能够识别域并可视化纳米尺度结构。纳米成像技术为深入理解聚合物共混物在纳米尺度上的复杂相分离行为提供了独特的见解，并为纳米尺度表征除聚合物共混之外的多种材料开辟了新的可能性。

研究亮点

1. 实验首次开发了基于超分辨率荧光显微镜的纳米成像技术，通过使用磺酸盐基团染料，在纳米尺度上成功成像聚合物共混薄膜，并能够区分含氧基团的区域。这一技术克服了传统方法的局限性，如样品制备和成分分析问题，提供了对纳米结构和聚合物组分分布的独特视角。

2. 实验通过点积累成像法（PAINT）结合超分辨率显微技术，实现在纳米尺度下对聚合物薄膜进行成像。利用电荷排斥作用，染料特异性地标记聚合物中不含氧原子的区域，避免了传统荧光标记方法可能引起的干扰。这使得作者能够有效区分聚合物中含氧和不含氧的组分。

3. 实验应用该技术对多种聚合物共混薄膜进行表征，揭示了其相分离行为。通过观察PS-PMMA共混薄膜在不同温度条件下的相变化，从自旋odal分解（SD）到成核与生长（NG）过程的转变，进一步分析了聚合物浓度对相分离的影响。此外，实验还揭示了不同聚合物组分在薄膜中的空间排列和大小变化。

4. 实验结果表明，纳米成像技术能够为理解聚合物薄膜的相分离行为和聚合物组分分布提供重要的纳米尺度信息，并为聚合物纳米复合材料或共混薄膜的研究开辟了新的技术路径，具有广泛的应用前景。

图文解读

图1. 聚合物共混薄膜的纳米成像。

图2. 用于聚合物共混薄膜纳米成像的染料候选物测试。

图3. 各种聚合物共混薄膜的纳米成像。

图4. 在不同条件下形成的相分离PS-PMMA聚合物共混薄膜的纳米成像。

结论展望

本文提出的纳米成像技术为聚合物共混薄膜相分离机制的研究提供了新的视角和工具。与传统的聚合物分析方法相比，该技术能够在纳米尺度上直接识别和可视化含氧与非含氧区域，为研究聚合物材料中的复杂相分离行为提供了独特的解决方案。这种方法的应用不仅突破了常规显微成像的限制，还通过选择性结合染料分子，提高了成像特异性和对比度，避免了其他方法中可能出现的背景干扰。纳米成像技术为深入理解聚合物纳米复合材料和共混物的性质提供了新的思路，尤其是在生物医学、材料科学等领域具有广泛的应用潜力。

尽管该方法在某些情况下可能存在局限性，如染料渗透深度的变化或对特定复杂聚合物系统的适用性，但随着方法不断优化，其应用范围预计将不断拓展。未来的研究可以通过开发新的分子相互作用或多染料系统，进一步提升该技术的通用性，为纳米尺度材料表征提供更多可能性。

文献信息

Dongmin Lee et al. ,Oxygen-excluded nanoimaging of polymer blend films.Sci. Adv.11,eadt6177(2025).DOI:10.1126/sciadv.adt6177

来源：华算科技