功能性纳米体系的精细构筑研究取得进展

聚对苯撑乙烯撑（poly(p-phenylenevinylene)）及其衍生物是一类典型的共轭高分子。由于其所具有的良好的光电性能，它在电致发光材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、传感器、微波吸收材料以及防静电材料等领域具有广泛的应用。如何在纳米尺度上对这类共轭高分子基的纳米材料在结构和功能进行精确调控是共轭高分子基精细纳米功能材料制备中的难点之一。

中国科学院上海有机化学研究所有机功能分子合成与组装化学重点实验室黄晓宇课题组长期以来一直致力于功能性纳米体系的精细构筑，通过高分子合成化学和组装化学的巧妙运用，取得了一系列研究成果（ACS Macro Lett. 2016, 5, 1339; ACS Macro Lett. 2016, 5, 168; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 14647；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9,16517；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 17352；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 6685）。在此基础上，他们对含有对苯撑乙烯撑寡聚物（OPV）的共聚物结构进行优化，提高 OPV 之间强的 p-p 堆砌作用和结晶性，将结晶驱动自组装中的“自晶种”（self-seeding）和“种子增长”（seeded growth）过程应用于以 OPV 为核的纳米纤维状胶束的精确制备中。基于温度诱导的“自晶种”（self-seeding），通过改变退火温度，在纳米尺度上精确地调控单分散的纳米纤维状胶束的长度；基于“种子增长”（seeded growth）的结晶驱动自组装，通过改变所加入的聚合物和原有溶液中种子胶束的比例，在纳米尺度上精确地调控单分散的纳米纤维状胶束的长度。更为重要的是，由于“种子增长”（seeded growth）和活性聚合过程相类似，他们还可以在纳米尺度上精确调控所制备的单分散纳米纤维状胶束壳层的组成（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7136.）。

该研究发展了一种通过对苯撑乙烯撑寡聚物的结晶驱动自组装，从而在纳米尺度上精确调控以对苯撑乙烯撑寡聚物为核的单分散纳米纤维的长度和组成的新策略，有望应用于其他可结晶的共轭高分子体系来制备长度和结构精确可控的纳米纤维材料。

上述研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项（B类）、中科院青年创新促进会和上海市科委的资助。

利用“自晶种”和“种子增长”方法制备尺寸可控的纤维状胶束

来源：中国科学院上海有机化学研究所