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Angew. Chem. :通过光激发调控相体积比率实现超分子组装体的连续相转变2022-11-07
分子自组装产生相分离是物质微观结构最基本的特征之一,也是自下而上构筑功能材料的核心手段。通过热力学或动力学控制可以调控组装体系的平衡状态,从而获得特定的组装结构,为材料科学、生命科学、信息技术和工程领域提供物质结构基础。

然而对于一个具有特定化学成分的自组装体系,实现较宽范围连续多相区转变仍然是个难题,这限制了分子自组装技术在一些具有实时和动态特色的领域发挥功能。

近日,上海理工大学的青年教师岳兵兵和复旦大学的朱亮亮教授合作,以两亲性二嵌段共聚物和具有光激发诱导聚集效应的多硫芳烃进行超分子共组装,实现了原位光控下自组装结构的全相区转变。

 

 

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作者利用多硫芳烃激发态构象转变产生的分子非平衡聚集,使两链段所属相区发生“压缩”或“膨胀”,从而导致相体积率的变化。持续光照下,自组装结构“穿越”了整个相图中的层状、双连续结构、圆柱状、微球状。相较于传统的利用分子量、化学组分调整,这种利用原位光照的方式具有简单易操作,可实现的相区转变跨度更广等优点。

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相区转变还伴随着聚集诱导磷光和材料表面亲水/疏水性的变化,这些由光激发所产生的相区、发光性质、表面亲疏水性的变化在薄膜态具有动力学俘获的稳定性,同时也可以通过溶剂退火的方式恢复到初始态,体现了非平衡自组装调控的特征。

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这项工作为物质相变提供新的调控理念,光激发产生的构象转变使单一体系实现多重相变调控,为下一代功能材料的实时动态应用提供了可能。

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 Ågren,Prof. Dr. Liangliang Zhu

文章的第一作者是上海理工大学材料与化学院教师岳兵兵,通讯作者复旦大学高分子科学系朱亮亮教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202209777

 

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