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  高分子自組裝制備的嵌段共聚物組裝體在生物材料、藥物遞送、納米反應(yīng)器、吸附分離、傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來，聚合誘導自組裝（Polymerization-Induced Self-Assembly, PISA）方法快速發(fā)展，受到廣泛的關(guān)注。PISA在聚合的過程中原位自組裝制備組裝體，這種方法操作簡單、形貌易調(diào)控、重現(xiàn)性好，而且可以制備高濃度的組裝體。然而分散聚合PISA的機理要求聚合單體可以在溶劑中均勻分散，但聚合得到的聚合物在溶劑中不溶解，這種要求限制了疏水單體在水相中實現(xiàn)聚合原位自組裝。

  近日，清華大學化學系的袁金穎教授課題組通過在PISA中引入超分子化學中的主客體作用來解決疏水單體在水溶液中的分散問題，實現(xiàn)了疏水單體的水相分散聚合PISA。他們使用水溶性的主體分子隨機甲基-β-環(huán)糊精（CD），這種CD可以和多種疏水單體嵌套形成水溶性復(fù)合物，使疏水單體均勻分散在水溶液中。而在聚合過程中，CD分子消除，形成疏水聚合物嵌段。因此，引入主客體作用可以實現(xiàn)水溶液中苯乙烯等疏水單體的PISA（圖1）。

圖1. 引入主客體作用實現(xiàn)PISA制備多種形貌組裝體的示意圖

  他們利用這種方法聚合苯乙烯（St）和CD的復(fù)合物制備PEG-b-PS組裝體，通過調(diào)控PS的聚合度，制備了多種形貌的組裝體，包括球形膠束、棒狀膠束、片層、納米管。在聚合過程中，他們觀察到隨著PS鏈的增長，帶狀片層逐漸轉(zhuǎn)變形成納米管。如圖2所示，在轉(zhuǎn)變的過程中，首先帶狀片層上形成小囊泡，較大概率分布在帶狀末端，形成一種啞鈴狀的中間體，隨后小囊泡數(shù)量增加并逐漸融合得到納米管。這種形貌轉(zhuǎn)變不同于蠕蟲狀膠束-片層-囊泡的形貌轉(zhuǎn)變，其可能的原因是CD/St的復(fù)合降低了PS的溶脹程度，限制了PS嵌段的移動能力，進而得到動力學控制的形貌。

圖2. 啞鈴狀中間體的電鏡照片和帶狀片層-納米管的形貌轉(zhuǎn)變示意圖

  PISA中引入主客體作用可以實現(xiàn)多種疏水單體的水相分散聚合，實現(xiàn)高濃度組裝體的制備。同時，主客體作用的引入可以調(diào)控組裝體的結(jié)構(gòu)。該工作發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition 上，論文的第一作者為清華大學化學系的博士生陳曦。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201709129/abstract