近日，华东理工大学材料学院Gerald Guerin教授团队首次提出以结晶驱动自组装（CDSA）所得到的胶束作为骨架，进一步利用聚合诱导自组装（PISA）来实现“棒上长珠”的高维度结构制备。相关成果发表于《德国应用化学》杂志。
在宏观世界，复杂物体可视为球体、棒状等基本几何形状的组合，通过特定组装即可执行复杂功能，且制造相对容易；然而在纳米尺度，将不同几何形状的器件通过共价连接精确组装到指定位置，仍是一个极具挑战的技术难题。
研究团队提出了一种创新策略：以CDSA制备的核结晶胶束为骨架，进一步通过PISA制备出更为复杂的纳米结构。研究人员首先合成了两种分子量分布窄的结晶性-无定型嵌段共聚物：聚芴三亚甲基碳酸酯-b-聚2-乙烯基吡啶（PFTMC-b-P2VP）和聚芴三亚甲基碳酸酯-b-聚丙烯酸叔丁酯（PFTMC-b-PtBA）。随后利用CDSA的特性，团队构建了两种长度均匀的一维胶束结构，其中一种在结构的不同部分具有不同的聚合活性，另一种则在整个结构上具有相同的聚合活性。基于第一种胶束结构在特定的位置引发了PISA反应，即在仅中间区段具有聚合活性的胶束上实施（CDSA-s-PISA），制备出带有一个或两个珠状结构的长条形结构；而对于第二种整段胶束均具有聚合活性的情况下，加入一定量的大分子链转移剂（macro-CTA）进行CDSA-s-PISA，得到被珠状结构所装饰的棒状胶束。
两种不同聚合活性胶束分别进行聚合诱导自组装所得结构的示意图和透射电镜图。受访对象供图
据悉，该研究提出了一种全新的方法，能够从球状、棒状等基础几何形状出发，以特定方式组合并构筑更为复杂的纳米结构。这一突破为设计与制备功能化的纳米器件提供了新途径，有望使未来纳米器件执行更为复杂的任务。该研究被视为推动下一代超级载体与纳米机器发展的关键一步，为相关领域的创新打开了新大门。
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