《Droplet》中科院理化所王树涛：嵌段共聚物乳液自组装构筑聚合物颗粒

文章导读

嵌段共聚物自组装是一种简单的、自下而上构筑聚合物材料的策略。相比于嵌段共聚物在体相中的组装，乳液液滴为聚合物分子提供了独特的三维限域、非均匀空间。经过多年的发展，研究人员利用嵌段共聚物乳液自组装已经制备出许多具有不同结构的聚合物微纳米颗粒，如多孔微球、毛刺微球、胶束、囊泡和Janus颗粒等，并将其应用到光子学、流变学、生物学、电子学等领域，展现出优异的应用前景。深入全面理解嵌段共聚物乳液自组装的机制对于共聚物分子的设计、聚合物颗粒的制备、形貌结构调控和应用至关重要。

近日，中国科学院理化技术研究所王树涛研究员团队在Droplet（《液滴》）期刊上发表题为“Building block copolymer particles via self-assembly within a droplet”的综述文章（封面文章），系统阐述了驱动嵌段共聚物乳液自组装的主要机制，总结了多种聚合物颗粒形成的详细过程及应用领域，提出了现有挑战，并展望了未来发展前景。

该综述总结了驱动嵌段共聚物乳液自组装的五种主要机制（图1），包括最小化全部自由能变化的可通约性效应、界面不稳定性、有组织自发乳化、多组分相分离以及嵌段共聚物和纳米粒子之间的熵效应。随后，对其演变过程和所形成颗粒的结构进行了全面梳理。此外，作者还介绍了使用交联和解组装的策略来制备一些具有独特结构的聚合物颗粒，如纳米环、纳米杯和纳米碗等结构。嵌段共聚物乳液自组装所形成的这些聚合物颗粒在药物递送、显示、生物成像、大分子分离和燃料电池上展现出独特的优势和应用潜力（图2）。最后，针对嵌段共聚物乳液自组装面临的挑战，作者指明了未来发展方向，从机制探究、分子设计、稳定性控制和应用拓展方面进行了展望（图3）。

图1 嵌段共聚物乳液自组装的主要机制

图2 嵌段共聚物颗粒的一些典型应用

图3 嵌段共聚物乳液自组装的未来展望

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/dro2.81