中科院上海有机所黄晓宇研究员&冯纯研究员团队：结晶驱动自组装制备π-共轭聚合物纳米纤维的方法、性质及应用

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π-共轭聚合物纳米纤维同时具备纤维状纳米形貌特征与π-共轭聚合物结构特性，在生物医学、催化及光电等领域具有广泛的应用前景。传统的自组装策略很难制备具有可控形貌的纳米纤维结构，而活性结晶驱动自组装指聚合物在强烈的结晶驱动力下发生定向堆砌，通过“种子生长”与“自晶种”策略的应用可以进一步精确调控胶束形貌。因此，具有强结晶作用的π-共轭聚合物可通过活性结晶驱动自组装制备具有精确尺寸和可控结构的π-共轭聚合物纳米纤维。迄今，活性结晶驱动自组装已成功应用在聚噻吩(PTP)、聚芴(PF)、聚硒吩(Pse)、聚对苯撑乙烯撑(PPV)以及聚对苯撑乙炔撑(PPE)等π-共轭聚合物纳米纤维制备，这些具有可控形貌的π-共轭聚合物纳米纤维展现出了优异的材料性能和广阔的应用前景。

图1. 通过活性结晶驱动自组装制备均一形貌的π-共轭聚合物纳米纤维

尽管活性结晶驱动自组装已成功应用于多种非共轭结晶共聚物的纳米纤维的制备，将其推广到π-共轭聚合物纳米纤维领域仍面临着诸多挑战。针对不同的π-共轭聚合物，如何归纳其活性结晶驱动自组装行为的共性，明晰实验条件对其自组装行为的影响，这些是研究π-共轭聚合物纳米纤维过程中亟需解决的难题。作者应邀在Chemical Communications上发表了题为“π-Conjugated-Polymer-Based Nanofibers through Living Crystallization-Driven Self-Assembly: Preparation, Property and Application” (Chem. Commun. 2021, 57, 13259-13274)的Feature Article。作者聚焦于π-共轭聚合物的活性结晶驱动自组装行为，针对构效关系以及实验条件等因素对共轭基元堆积模式、单分子沉积动力学和纳米纤维热稳定性的影响进行了探讨；阐述了活性结晶驱动自组装在π-共轭聚合物领域的延伸，加深了对活性结晶驱动自组装过程的理解；对目前π-共轭聚合物纳米纤维的研究进展进行了总结，概述了活性结晶驱动自组装在π-共轭聚合物纳米纤维领域面临的挑战与机遇。

图2. 利用活性结晶驱动自组装制备π-共轭聚合物纳米纤维及其性能和应用

该论文第一作者为中国科学院上海有机化学研究所博士生马君宇，通讯作者为中国科学院上海有机化学研究所黄晓宇研究员和冯纯研究员。

原文链接: 

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cc/d1cc04825b

课题组网页: 

http://www.sioc.cas.cn/yjgnfz/kydw/xsdtr/hxy/

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