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液晶与高分子复合材料的多层微相l构在纳cx(chng)ѝ纳c_刷和信息防伪{领域有着潜在应用前景Q近q来受到研究者的q泛x(chng)。由于液晶基元具有“刺Ȁ响应”特性,因此液晶作为功能基团引入到嵌段p物中Q可以大面U规整纳c结构的制备与调控成为可能。但是,目前液晶与高分子复合材料的多层微纳l构的研I仍焉临一些困难:(x)一是随着U米技术的发展Q纳c科学对l构更加复杂和精l的U米器g的需求也更加q切Q因此多层的纳c结构的构筑也成来的高分子复合材料领域的研究隄和研I热点;二是实现室温下能q速、可逆、精地对上q复杂纳c结构的调控仍然面(f)着?xi)战。近日,北京大学工学院于峰Nl对以上两个问题提出相应的解x(chng)\?
在前人工作的基础上,该组脲键引入到一U含有偶氮苯液晶基元的液晶嵌D共聚物中。在微相分离的过E中Q脲键与该液晶嵌D共聚物的分散相和连l相均能形成氢键作用。这U超分子键与嵌段p物中各嵌D늚怺抑制的共同作用下Q媄(jing)响了(jin)退火过E中分散相的l分从各向同性温度冷却到室温时的l晶q程Q从而得C(jin)一个非晶区和结晶区共存的相畴。研I组在未q行M掺杂的情况下Q仅利用液晶与高分子本n的氢键作用,实现?jin)尺寸?0 nm以下的层U纳c结构的构筑Q图1Q。这部分工作发表在了(jin)Macromolecular Rapid Communications上?
?.氢键诱导的液晶与高分子复合材料中多层U纳c结?
另一斚wQ对于本w不能Ş成氢键的液晶与高分子复合物,掺杂是实现这U多层U米l构单而可靠的{略。掺杂剂作ؓ(f)氢键的给体,液晶聚合物分子作为氢键的受体。一斚w选用的掺杂剂的对嵌段p物的两个l分都存在一定的作用Q另一斚w掺杂剂的手性也?x)借助氢键的传g用对液晶与高分子的组装生媄(jing)响。由于手性掺杂剂与共聚物的分散相h较好的相Ҏ(gu),因此?x)优先发生作用ƈ诱导(gu)旋的U米q构。通过优化热退火时间以?qing)掺杂剂的含量,可以使手性向q箋(hu)相发生{Udƈq一步诱导出q箋(hu)相的聚集手性。此外,偶(i)苯基团的液晶Ҏ(gu)对于这U手性诱导的分子组装结构也h很重要的影响。根据课题组提出的超分子协同作用机制Q连l相中液晶的l装和取向在微相分离形成规整的纳c结构的q程中扮演着重要作用。对于连l相的聚集手性来_(d)液晶的光致相变(sh)(x)D聚集态手性的破坏。同Ӟ׃相变发生在连l相中,?x)进一步改变该体系中的自由体积Q诱D合物链段的再l装Q沿基杉K内排列的U米l构转变?sh)垂直于基板面外排列的纳c组装,q且通过热退火可以得上q聚集手性回复,从而提供了(jin)一U简单有效的构筑?qing)调控多层U米l构的策略(?Q。这一工作发表在了(jin)Angew. Chem. Int. Ed.上?
?.手性传D的导螺旋U米l构、聚集手性在聚合物多相结构间的传递以?qing)光调控的示意?
上述工作的第一作者是工学院博士生黄帅Q通讯作者ؓ(f)于v峰研I员Q该研究得到国家自然U学基金委和青年千h计划{经Ҏ(gu)持?/span>