囊泡因其獨特的空腔結(jié)構(gòu)和重要的應(yīng)用價值，近年來受到了化學(xué)、物理、生命科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。目前，囊泡主要有兩種形成機理：膠束空化（Micelle cavitation）機理和膜卷曲閉合（membrane random closure）機理。然而，在這兩種機理中囊泡化過程是隨機發(fā)生的，其形成動力學(xué)不可控，導(dǎo)致囊泡尺寸具有多分散性。尺寸均一囊泡的制備是囊泡自組裝研究領(lǐng)域的一個難點和重點。目前一般采用模板法來制備單分散的囊泡，但也主要限于納米和亞微米尺寸均一囊泡的制備。無模板法制備尺寸均一的囊泡，尤其是微米級囊泡是長期以來的一項挑戰(zhàn)。
近日，上海交通大學(xué)的周永豐教授團隊發(fā)現(xiàn)了一種囊泡形成的新機理——活性自組裝（living self-assembly），實現(xiàn)了微米級單分散聚合物囊泡的無模板可控制備。作者合成了一類兩親性交替聚合物，其在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中形成9 nm大小的納米片。隨著向溶液中緩慢滴加水，納米片作為種子逐漸生長成更大的圓片，達到一定尺寸后圓片彎曲并逐步長成球冠狀中間體，最終形成了尺寸均勻的微米級囊泡，囊泡的尺寸分布指數(shù)小于0.1。整個囊泡的生長過程呈現(xiàn)出一級動力學(xué)特征，納米片的直徑隨著時間線性增加，囊泡球冠赤道平面的弧長也隨時間線性增加。這些自組裝特征（種子生長、可控動力學(xué)和均一的組裝體尺寸）表明該囊泡的形成是一個活性自組裝過程。 從熱力學(xué)角度分析，兩親性雙分子層的囊泡化過程伴隨著膜的線張力能與面彈性能的不斷變化。這兩種能量在組裝過程中相互競爭，共同決定了組裝動力學(xué)，導(dǎo)致囊泡生長有四種路徑（PathI~IV）。通過調(diào)控聚合物烷基鏈長度、自組裝溫度及溶劑組分變化速率，可實現(xiàn)線張力能與面彈性能在整個組裝過程中維持平衡，組裝動力學(xué)變得緩慢、可控，從而實現(xiàn)單分散微米級囊泡的制備(PathIII)。 論文信息 Living Self-Assembly of Monodisperse Micron-Sized Polymer Vesicles Hui Pan, Changxu Zhang, Wenfeng Jiang, Yongfeng Zhou 文章的第一作者是上海交通大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院博士后潘輝（現(xiàn)為上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院助理研究員），通訊作者是上海交通大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院周永豐教授和江文峰助理教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202404589
