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聚合物囊泡形成機(jī)理研究取得重要進(jìn)展
2010-09-14  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)

    中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室姜偉課題組將計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合揭示了聚合物囊泡的形成機(jī)理與體系的熱力學(xué)過(guò)程相關(guān),研究工作發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1144-1150)上。

    聚合物囊泡因其特殊的結(jié)構(gòu)和環(huán)境響應(yīng)性在藥物封裝、緩釋及微反應(yīng)器等方面有著廣泛的應(yīng)用而受到了極大關(guān)注,但對(duì)其形成機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一。一種觀點(diǎn)認(rèn)為囊泡是由膜彎曲、再封閉形成的,而另一觀點(diǎn)認(rèn)為是組裝體中先形成親水的核,核再吸水膨脹形成的。

    長(zhǎng)春應(yīng)化所研究人員以PVP-b-PS-b-PVP兩親性三嵌段共聚物為對(duì)象,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合研究發(fā)現(xiàn)該共聚物在選擇性溶劑中的囊泡形成機(jī)理與熱力學(xué)過(guò)程相關(guān)。具體表現(xiàn)為在快速退火條件下囊泡是由膜彎曲、封閉形成的,而在慢速退火條件下囊泡是通過(guò)核、核再吸水膨脹形成的。進(jìn)一步研究表明出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是在熱力學(xué)上體系存在許多的亞穩(wěn)態(tài)。不同的退火條件,體系演化所經(jīng)歷的亞穩(wěn)態(tài)(圖中自由能形貌圖凹陷處)是不同的,進(jìn)而決定了囊泡形成機(jī)理的不同。該研究結(jié)果為聚合物囊泡結(jié)構(gòu)的調(diào)控和應(yīng)用提供了新的思路和理論依據(jù)。

    近年來(lái),長(zhǎng)春應(yīng)化所在含囊泡在內(nèi)的共聚物膠束的結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理及其調(diào)控方面取得了一系列成果,相關(guān)工作發(fā)表在Macromolecules, J. Phys. Chem. B, Langmuir, Soft Matter等雜志上,并得到了國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注和好評(píng),共被引用200余次。該研究領(lǐng)域的知名專家加拿大多倫多大學(xué)M. Winnik,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)D. Discher,華盛頓大學(xué)K. Wooley等教授在他們的綜述論文、亮點(diǎn)論文及研究論文中對(duì)這些工作給予了高度評(píng)價(jià)、重點(diǎn)介紹或圖文轉(zhuǎn)載。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院基金的支持。

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