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复旦陈茂团队:非同步聚合诱导自组装制备多功能含氟树莓状纳米粒子
2020-09-23  来源:高分子科技

  多凸起树莓状(Raspberry-like, RB)纳米粒子具有高比表面积和强光散射能力,在载药、异相催化等领域具有可观的应用前景。但树莓状纳米粒子的制备过程常常需要多步骤操作、其后修饰途径有限(对引入各种功能化基团带来限制)、在修饰中可能导致形貌坍塌。


  聚合诱导自组装(PISA)(Macromol. Rapid Commun. 2019, 40, e1800325)为合成不同结构的纳米材料提供了一种方便快捷的手段。最近,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的PolyMao(陈茂)课题组首次将研究团队前期开创的引发剂原位异化聚合策略应用于自组装领域,发展了光照氟聚合物的非同步自组装方法,通过切换可见光强度可从单体出发一步合成树莓状含氟纳米粒子(图1),并可通过引发剂对粒子形貌尺寸进行调节(图2)。


图1. 弱-强光切换的光照聚合制备含氟树莓状纳米粒子。


图2. 不同引发剂制备的含氟树莓状纳米粒子。


  该含氟纳米粒子不仅可在温和的条件下与多臂交联试剂偶联,对其结构稳定性进一步增强,还能与含有巯基的烷基、芳基、烯基试剂偶联,负载各种小分子,方便获得功能化纳米粒子。此外,纳米粒子中的五氟苯(来源于含氟粒子)与芳基(来源于四苯乙烯)可发生极性π-π相互作用,限制芳基运动。因此,将该粒子与含有四苯乙烯片段(Adv. Mater. 2014, 26, 5429)的小分子混合,可获得增强的聚集诱导发光效果(图3)。


图3. a)修饰前,b)交联后,c)取代反应后,d)与AIE小分子混合后的粒子形态;e)RB粒子与AIE小分子混合前后的荧光光谱图及AIE显色照片;f)五氟苯基和苯基之间的极性π-π作用示意图。


  该方法不仅合成简单(单步骤,先后两种光强)、高效(接近于定量转化),其大发排列3还易于通过不同手段(化学修饰或非共价键作用)进行转化,结合氟聚合物本身的独特优势,相信该材料可用于载药、催化等方向的进一步探索。


  该论文发表在英国皇家化学会旗舰期刊Chemical Science (DOI:10.1039/D0SC04141F),作者依次为:韩善涛(第一作者),谷宇马明钰陈茂(通讯联系人)。感谢国家自然科学基金委、复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室的大力支持。


  全文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/SC/D0SC04141F#!divAbstract


  更多课题组介绍请点击:http://polymaolab.com/


  欢迎对该课题组研究方向感兴趣的同学与他们联系,咨询加入课题组的机会(包括硕士、博士、博士后)。联系方式:chenmao@fudan.edu.cn

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(责任编辑:xu)
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