分子自組裝產(chǎn)生相分離是物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)最基本的特征之一，也是自下而上構(gòu)筑功能材料的核心手段。通過熱力學(xué)或動力學(xué)控制可以調(diào)控組裝體系的平衡狀態(tài)，從而獲得特定的組裝結(jié)構(gòu)，為材料科學(xué)、生命科學(xué)、信息技術(shù)和工程領(lǐng)域提供物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
然而對于一個具有特定化學(xué)成分的自組裝體系，實現(xiàn)較寬范圍連續(xù)多相區(qū)轉(zhuǎn)變?nèi)匀皇莻€難題，這限制了分子自組裝技術(shù)在一些具有實時和動態(tài)特色的領(lǐng)域發(fā)揮功能。
近日，上海理工大學(xué)的青年教師岳兵兵和復(fù)旦大學(xué)的朱亮亮教授合作，以兩親性二嵌段共聚物和具有光激發(fā)誘導(dǎo)聚集效應(yīng)的多硫芳烴進行超分子共組裝，實現(xiàn)了原位光控下自組裝結(jié)構(gòu)的全相區(qū)轉(zhuǎn)變。
作者利用多硫芳烴激發(fā)態(tài)構(gòu)象轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的分子非平衡聚集，使兩鏈段所屬相區(qū)發(fā)生“壓縮”或“膨脹”，從而導(dǎo)致相體積率的變化。持續(xù)光照下，自組裝結(jié)構(gòu)“穿越”了整個相圖中的層狀、雙連續(xù)結(jié)構(gòu)、圓柱狀、微球狀。相較于傳統(tǒng)的利用分子量、化學(xué)組分調(diào)整，這種利用原位光照的方式具有簡單易操作，可實現(xiàn)的相區(qū)轉(zhuǎn)變跨度更廣等優(yōu)點。 相區(qū)轉(zhuǎn)變還伴隨著聚集誘導(dǎo)磷光和材料表面親水/疏水性的變化，這些由光激發(fā)所產(chǎn)生的相區(qū)、發(fā)光性質(zhì)、表面親疏水性的變化在薄膜態(tài)具有動力學(xué)俘獲的穩(wěn)定性，同時也可以通過溶劑退火的方式恢復(fù)到初始態(tài)，體現(xiàn)了非平衡自組裝調(diào)控的特征。 這項工作為物質(zhì)相變提供新的調(diào)控理念，光激發(fā)產(chǎn)生的構(gòu)象轉(zhuǎn)變使單一體系實現(xiàn)多重相變調(diào)控，為下一代功能材料的實時動態(tài)應(yīng)用提供了可能。 論文信息 Photoexcitation-Based Supramolecular Access to Full-Scale Phase-Diagram Structures through in situ Phase-Volume Ratio Phototuning Dr. Bingbing Yue,Dr. Xiaoyong Jia,Dr. Glib V. Baryshnikov,Dr. Xin Jin,Xicheng Feng,Yunle Lu,Mengkai Luo,Dr. Man Zhang,Shen Shen,Prof.?Dr. Hans ?gren,Prof.?Dr. Liangliang Zhu 文章的第一作者是上海理工大學(xué)材料與化學(xué)院教師岳兵兵，通訊作者復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系朱亮亮教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202209777
