两嵌段共聚物在本体及溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法对两嵌段共聚物AmBn在本体和溶液中的自组装行为进行了研究．在本体情况下,对环形和线形两嵌段共聚物AmBn的相行为进行了系统的对比分析,观察了体系的有序一无序相转变规律,以及具体构型的相周期．在亲B选择性溶剂情况下,保持体系的浓度不变,改变环形两嵌段共聚物的链长,观察到了一系列丰富的相结构,有球状、圆盘状、片状、空心柱状、空心球状等．     

纳米粒子的界面自组装

近年来,随着纳米技术的发展及Pickering乳液在食品、化妆品、医药等领域中的应用,纳米粒子的界面自组装现象引起了人们的广泛关注。界面能的降低是纳米粒子液液界面自组装的主要驱动力。通过改变纳米粒子的尺寸和表面配体的化学性质,可控制纳米粒子的界面自组装行为。本文综述了不同类型纳米粒子实现界面自组装的研究工作,包括均质纳米粒子、Janus纳米粒子、棒状纳米粒子以及生物纳米粒子。最后,对纳米粒子的界面组装这一领域的可能发展做了展望。     

对称AB两嵌段共聚物在均聚物C中的自组装

通过自洽平均场理论计算,对对称AB两嵌段共聚物在均聚物C中形成的胶束进行了研究. 在C对A、B组分没有选择性相互作用的情况下,我们观察到了两嵌段共聚物所形成的胶束形状为各向异性的、由间隔A/B层相区构成的类椭球结构. 我们系统考察了胶束的长短径之比与胶束体积、组分间相互作用、均聚物长度之间的关系. 结果表明,当固定组分间相互作用时,胶束的长短径之比随体积变大而减小;当体积增大至一临界值,胶束层数增加,长短径之比发生突变并增大. 给定胶束的结构和体积,增加两嵌段共聚物的不相容性,胶束长短径之比增加并且最终趋于平缓;当固定相互作用及胶束体积时,均聚物的长度越小,长短径之比越大.     

不同亲疏水比例的光响应性嵌段共聚物的合成及溶液组装行为研究

以末端带有二硫代酯基团的聚合物PhC（=S）-S-PEO作为大分子链转移剂,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合法（RAFT）合成一系列亲疏水比例不同的嵌段共聚物PEO_n-b-PMeA6AB2_m,并采用核磁共振（¹H NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）对产物进行了表征. 运用场发射透射电子显微镜（FETEM）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、光学显微镜、粒径分析仪和荧光光谱研究了聚集体的形貌、粒径及其在光刺激下的响应行为. 结果表明,聚集体形态为胶束,包含大复合胶束. 随着自组装初始浓度的降低、转速的增加,聚集体尺寸降低,分布趋于均一;当亲疏水比例为2.3时,球形复合胶束中出现了花生型、棒状结构. 包覆有尼罗红的聚集体在紫外/可见光的循环照射下,部分尼罗红被释放. 共聚物BCP-S3-0.82形成的自组装体系在紫外光照射下,尺寸较大的复合胶束发生一定程度的不可逆的解离.     

含蜜胺基团的新型苝酰亚胺染料的合成及纳米纤维的构筑

合成了一种含三嗪基团的新型苝酰亚胺染料(T-PTCD), 并对其分子结构进行了确认. 考察了溶剂的极性和溶剂体积比等因素对相转移法和快速溶剂扩散法制备的T-PTCD聚集体形貌结构的影响. 结果表明, 以甲醇和三氯甲烷分别作为"不良"溶剂和"良"溶剂, 低体积比甲醇/氯仿在一定程度上有利纳米纤维的形成; 当体积比为1:4时, 采用相转移法可制备出直径大约100 nm左右, 长度为几十微米的结构规整的纳米纤维.     

以混合比例为控制参数的二元共聚物混合体系自组装

基于嵌段共聚物共混自组装方法, 将聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷(PS-PEO)与聚苯乙烯-b-聚-2-乙烯基吡啶(PS-P2VP)在乙醇-氯仿混合溶剂中进行混合, 并诱导其自组装, 在改变PS-P2VP中各链段长度、分子量以及链段比例的情况下, 得到了一系列形貌和尺寸不同的自组装纳米结构, 并采用原子力显微镜研究了PS-PEO与PS-P2VP的混合比例对自组装纳米结构的影响. 结果表明, PS-P2VP的加入改善了PS-PEO在乙醇-氯仿混合溶剂中的溶解性, 其本质是通过PS-PEO与PS-P2VP的共同自组装, 形成了可在溶液中稳定分散的纳米自组装结构, 改变PS-P2VP的分子量和嵌段比例, 进而对纳米自组装胶束尺寸和结构进行调控.     

1,4-双正丙氧基柱[7]芳烃的合成及主客体化学

我们以1,4-二正丙氧基-2,5-双甲氧甲基苯为原料用对甲苯磺酸为催化剂在二氯甲烷中制备了1,4-双正丙氧基柱[5]芳烃, 1,4-双正丙氧基柱[6]芳烃和1,4-双正丙氧基柱[7]芳烃. 我们用氢谱, 碳谱和质谱对它们进行了表征. 它们有不同的氢谱却有相似的碳谱. 对比它们的空腔尺寸, 柱[5]的内径大约是4.6 Å, 与葫芦脲[6]及α-环糊精类似. 柱[6]的内径大约是6.7 Å, 与葫芦脲[7]及β-环糊精类似. 柱[7]的内径大约是8.7 Å, 与葫芦脲[8]及γ-环糊精类似. 我们用正辛基三乙基六氟磷酸铵盐作为模型客体研究了它们之间的主客体络合. 柱[5]与之有微弱的络合, 柱[6]显示了良好的络合, 而柱[7]与之没有络合.     

PLGA-PEG共聚物负载多西紫杉醇的药物输运体系的计算机模拟

采用耗散粒子动力学模拟的方法研究了抗癌药物输运体系多西紫杉醇与聚乙丙交酯与聚乙二醇的共聚物(PLGA-PEG)的自组装形态, 考察了共聚物浓度、共聚物组成和药物含量等对自组装形态的影响. 模拟结果表明, 不同浓度的PLGA-PEG能够和多西紫杉醇自组装成球状、柱状、层状等结构; 一定的浓度下, 亲水的PEG嵌段将疏水的PLGA嵌段包裹起来形成核壳结构, 可用于疏水药物输运应用. 在比较低的浓度下, 不同组成的PLGA-PEG均会形成球状核壳结构, PEG嵌段较多时壳层较厚核尺寸较小, PLGA嵌段较多时核的尺寸较大但壳层较薄, 综合考虑载药量和稳定性, 模拟结果中PEG嵌段的摩尔分数为60%即PLGA₄₀-PEG₆₀作为载体时性能较佳. 药物的含量对自组装结构也有影响, 药物含量较小时形成球状结构, 药物含量较大时, 则会形成柱状结构. 对PLGA₄₀-PEG₆₀体系, 模拟结果显示药物、聚合物和水的最佳配比为5:10:90. 本工作可为共聚物载药体系的设计与开发提供参考.     

层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装行为.系统地考虑了棒的粒子数比、长度及棒与高分子间的相互作用等因素对混合体系自组装的影响.一系列的构型及相转变都是在共聚物的相分离与纳米棒的聚集相行为共同作用下的结果.当把纳米棒掺入到高分子体系时,从熵和焓的角度可以更本质地理解共混体系的自组装,尤其是棒的相行为.从焓方面,纳米棒与各高分子链段间相互作用决定了棒的分布;从熵方面,棒的各向异性、相区域的空间约束及高分子链的构象熵共同决定了棒的取向.     

Self-assembly and growth of manganese phthalocyanine on an Au（111） surface

Self-assembly and growth of manganese phthalocyanine (MnPc) molecules on an Au(111) surface is investigated by means of low-temperature scanning tunneling microscopy. At the initial stage, MnPc molecules preferentially occupy the step edges and elbow sites on the Au(111) surface, then they are separately adsorbed on the face-centered cubic and hexagonal closely packed regions due to a long-range repulsive molecule—molecule interaction. After the formation of a closely packed monolayer, molecular islands with second and third layers are observed.