美国南卡罗来纳大学唐传兵教授和英国布里斯托大学的Ian Manners教授团队合作：金属基嵌段共聚物的结晶诱导自组装

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两亲嵌段聚合物的自组装为构建纳米结构提供了多样的模板，通过嵌段共聚物中的成核段在不良溶剂中的结晶行为诱导形成规则的纳米结构。结晶诱导自组装(Crystallization-driven self-assembly， CDSA)通过对晶体生长的控制而实现对纳米结构形貌和维度的精准调控。不同于传统的纯有机嵌段共聚物体系，含金属的嵌段共聚物通过结晶诱导组装可获得功能性的杂化纳米材料，表现出特殊的光电磁学性质。通过控制嵌段共聚物的组成，可以调控使得金属中心选择性地分布于组装体的核/壳结构上。

去年末，美国南卡罗来纳大学唐传兵教授团队在Macromolecules报道了通过烯烃闭环复分解反应和开环易位聚合(ROMP)制备了一系列新型的二茂铁基结晶聚合物。通过退火，他们制备出形状规则、尺寸均均一的片层状纳米结构，如图1所示。其中，可结晶的聚二茂铁位于三明治结构片层中心，聚环辛烯分布于片层两侧。

图1. 主链型二茂铁基结晶聚合物的合成与组装示意图

进一步研究表明，金属基高分子也可位于结晶组装体的壳层结构上。近日，唐传兵教授和英国布里斯托大学的Ian Manners教授团队合作，在ACS Macro Lett.杂志报道了二茂钴金属聚合物在结晶诱导自组装方面的研究。这类特殊的带电金属基聚电解质在嵌段共聚物结晶诱导自组装中罕见报道。

首先，二茂钴金属聚电解质通过开环聚合(ROP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成，如图2所示。此外，聚己内酯具有优秀的生物相容性和可降解性，利用聚己内酯的结晶性能和二茂钴结构片段的静电相互作用，通过调节两个嵌段的比例，和溶剂的选择，形成了一系列不同纵横比的六边形，菱形纳米结构。这些新的聚合物和结构有望在生物，医药等领域得到应用。

图2. 二茂钴基金属聚电解质嵌段共聚物的合成和结晶诱导自组装

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.8b02064

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsmacrolett.9b00335

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