自組裝基元的尺度-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能納米材料化學(xué)可控構(gòu)筑.pdf

1、納米材料以其高比表面積、小尺寸和獨(dú)特的量子隧道效應(yīng)，具有宏觀材料所無法實(shí)現(xiàn)的物/化性能。組成不同、形態(tài)各異的納米材料已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)、催化、能源、環(huán)境監(jiān)測等各高新技術(shù)領(lǐng)域。本工作基于功能納米材料的可控合成，依靠分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合成方法創(chuàng)新，通過雙親性齊聚物、大分子及核殼結(jié)構(gòu)聚合物納米微球等三類尺度各異的結(jié)構(gòu)單元自組裝和模板化，構(gòu)筑了性能可調(diào)、形貌可控的功能納米材料。我們從高分子及多尺度自組裝的角度，探索功能納米材料的形貌控制方

2、法及其在藥物可控釋放、催化和傳感器等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。主要研究工作如下:
　　(1)以分子中間含可聚合雙鍵的雙親性齊聚物為自組裝基元，通過自組裝引導(dǎo)交聯(lián)聚合法制備了具有腰部交聯(lián)結(jié)構(gòu)的納米膠束。所獲得的囊泡結(jié)構(gòu)腰部交聯(lián)納米膠束，打破了自組裝理論中關(guān)于具有長親水鏈段/短疏水鏈段的雙親性分子只能形成星型膠束的論斷。研究了腰部交聯(lián)納米膠束粒徑和溫度敏感性的調(diào)控方法，并探索了其作為潛在藥物載體對(duì)疏水客體分子的溫度控制釋放性能。
　　(2

3、)采用聚（聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸縮水甘油基酯-co-甲基丙烯酸乙酯二硫化吡啶）自交聯(lián)合成氧化-還原敏感納米凝膠，聚(2-(二異丙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯-b-2-氨基乙基甲基丙烯酸酯鹽酸鹽）(PDPA-b-PAMA)自組裝形成pH響應(yīng)納米膠束。通過表面化學(xué)反應(yīng)將納米凝膠和納米膠束結(jié)合形成復(fù)合自組裝體。研究復(fù)合自組裝體中納米凝膠和納米膠束的數(shù)量比調(diào)控方法，分析構(gòu)筑復(fù)合自組裝的納米凝膠和納米膠束自身結(jié)構(gòu)和性能的獨(dú)立性和

4、關(guān)聯(lián)性。探索復(fù)合自組裝體作為潛在藥物載體對(duì)兩種疏水客體分子的負(fù)載穩(wěn)定性和在氧化-還原及pH改變刺激下的分步控制釋放性能。進(jìn)一步研究復(fù)合自組裝體的表面電荷反轉(zhuǎn)及其對(duì)細(xì)胞吸收性能的影響。
　　(3)借助于核殼結(jié)構(gòu)納米微球在油-水界面上的自組裝行為及表面熔融粘結(jié)性能，構(gòu)筑了空心結(jié)構(gòu)無縫膠質(zhì)體。由核殼結(jié)構(gòu)聚合物納米微球多層致密排列組成的殼層使得無縫膠質(zhì)體可穩(wěn)定包埋疏水小分子。系統(tǒng)研究了該無縫膠質(zhì)體的溫度控制解組裝和可逆自組裝行為，并探索了

5、其作為潛在藥物載體對(duì)疏水分子的可控釋放性能。
　　(4)利用可聚合的雙親性齊聚物為模板，選擇性合成了空心或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)雙親性齊聚物-氧化銅雜化納米線。通過雙親性齊聚物的交聯(lián)聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了雜化納米線穩(wěn)定。研究了空心雜化納米線電導(dǎo)率與環(huán)境濕度的關(guān)系，并評(píng)測了其作為濕度傳感器對(duì)濕度變化的響應(yīng)速率和響應(yīng)幅度。
　　(5)以雙親性無規(guī)共聚物為模板指導(dǎo)納米金的生長，獲得了形貌新穎的三維樹枝狀納米金。研究了無規(guī)共聚物組成和生長時(shí)間分別對(duì)三維樹

6、枝狀納米金形貌和尺寸的調(diào)控作用。這種由金納米薄片構(gòu)筑的三維樹枝狀納米金截面為超支化樹枝狀形貌，側(cè)面為柱形。我們進(jìn)一步分析了其獨(dú)特的疏松多孔結(jié)構(gòu)對(duì)催化活性的增強(qiáng)作用。
　　(6)首次提出“由外到內(nèi)”法構(gòu)筑金@介孔聚合物核殼結(jié)構(gòu)納米微球。區(qū)別于“由內(nèi)到外”合成核殼結(jié)構(gòu)納米材料的傳統(tǒng)方法，該方法首先合成聚合物納米微球，氯金酸刻蝕聚合物納米微球成介孔形態(tài)后，在其內(nèi)部被還原成金納米粒子，形成核殼結(jié)構(gòu)。研究了金@介孔聚合物核殼結(jié)構(gòu)納米微球中金

7、納米粒子的二次生長及聚合物殼介孔密度的調(diào)控。探索了金@介孔聚合物核殼結(jié)構(gòu)納米微球在催化反應(yīng)中的分子選擇性。
　　(7)以具有親水殼疏水核的核殼結(jié)構(gòu)納米微球?yàn)榛w負(fù)載鉑納米粒子，合成了具有高鉑納米粒子負(fù)載量且在水溶液中穩(wěn)定的復(fù)合納米微球。研究了復(fù)合納米微球的進(jìn)一步功能化改性，并探索了復(fù)合納米微球功能化改性所獲得的復(fù)雜納米材料形貌控制和相關(guān)性能。
　　(8)采用水熱法選擇性合成了銀-聚苯胺Janus和銀@聚苯胺核殼結(jié)構(gòu)納米粒子。