[高分子材料] 同济大学杜建忠教授在均聚物自组装领域取得系列进展
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微纳尺度下的高分子自组装机制和性质研究
微纳尺度下的高分子自组装机制和性质研究近年来，高分子自组装技术在材料科学和生物医学领域得到了广泛应用。
高分子自组装是在微观尺度下，由高分子分子间的相互作用所驱动的过程。
这种过程是一种自然的过程，通常在无外力干预下发生。
高分子自组装可以通过简单的处理步骤控制形态和结构，从而可应用于许多领域，如药物传递、纳米材料制备、能源储存和传输等。
那么在微观尺度下，高分子自组装是如何实现的呢？高分子自组装机制高分子自组装是由分子间相互作用所驱动的。
其中，静电引力、疏水作用、氢键及范德华力是最主要的相互作用。
这些作用使高分子分子在一定条件下聚集形成所需的结构。
当这些高分子分子组装成有序结构时，它们可以自发的形成等离子体、纤维、球形或其他形状。
高分子的聚集过程可以分为两类：一类是聚集行为随着温度，浓度等因素的改变呈现出可逆性；另一类则是聚集行为不可逆。
由于这种不可逆的自组装机制，高分子自组装形成的结构具有很强的稳定性、高度的有序性和分级结构等特点，使其在生物医药、纳米技术等领域有着广泛的应用前景。
高分子自组装性质1. 稳定性：高分子自组装形成的结构具有较高的稳定性，这一特性使其在生物医药、纳米技术等领域有着广泛的应用前景。
例如，生物体内一些重要的蛋白质及大分子颗粒就是通过高分子自组装形成的。
2. 有序性：高分子自组装可以形成有序的结构，这种有序性使得它在制备高效分子筛、半导体电子器件以及新型纳米光波导等方面具有广泛的应用前景。
3. 分级结构：高分子自组装形成的结构具有分级结构，逐级组成了比高分子单分子结构更大的分子组装体。
这种分级结构可用于制备医用纳米传递载体和纳米传感器等领域。
总结高分子自组装是在微观尺度下由高分子分子间的相互作用所驱动的自然过程。
高分子自组装可以通过简单的处理步骤控制形态和结构，其形成的结构具有很高的稳定性、高度的有序性和分级结构等特点，具有广泛的应用前景。
在生物医学、纳米技术等领域有着许多重要的应用，对于发掘其潜在应用，加强基础理论研究有着重要的意义。
同济大学翟继卫课题组在聚合物复合储能电介质材料研究方面取得重要进展
同济大学翟继卫课题组在聚合物复合储能电介质材料研究方面取得重要进展佚名【期刊名称】《绝缘材料》【年(卷),期】2017(50)10【摘要】聚合物基薄膜储能电容器因其具有较高功能密度和超快的充放电响应时间，是脉冲功率技术、电磁炮及激光等高能武器系统无可替代的核心储能器件，以及在可再生能源转化储存、混合动力汽车等领域也得到广泛的应用。
但聚合物本身的介电常数较低、极化强度低等问题，限制了其储存电能的能力。
目前，科学家们采用在高击穿场强聚合物中加入具有高介电常数无机填料的方法来制备具有高储能密度的复合电介质材料，但高体积分数陶瓷颗粒的引入却会增大材料的能量损耗、降低其击穿场强和使用寿命。
因此，如何保证在提高介电常数的同时使击穿场强得到进一步提升，是获得高储能密度电介质材料研究的难点之一。
【总页数】1页(P85-85)【关键词】电介质材料;储能电容器;聚合物基;同济大学;复合;课题组;高储能密度;高介电常数【正文语种】中文【中图分类】TM21【相关文献】1.生态环境中心"高效样品前处理技术研究"获"CAIA"奖一等奖/高能物理研究所发现一新共振态/固体物理研究所在"KDP"材料研究中取得重要成果/昆明植物研究所抗SARS化合物X-61研究取得新进展/周口店遗址附近发现"田园洞人"化石/兰州化学物理研究所离子液体研究水平达到了新的高度/兰州化学物理研究所在微生物研究领域获突破/上海分院封松林、徐军获第四届上海市自然科学牡丹奖/物理研究所全固态高功率宽调谐蓝光源的研制获重要进展/物理研究所提出一种新的量子点形成机制/物理研究所在SiC单晶生长方面取得重大进展/成 [J],2.中科院化学研究所在聚合物场效应晶体管材料研究方面取得重要进展 [J],3.西南大学易世雄副教授课题组在开发抗菌纳米材料方面取得重要进展 [J], 西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院4.华北电力大学谭占鳌教授课题组在聚合物太阳电池电极界面研究方面取得新进展[J],5.宁波材料所刘富研究员课题组在聚合物微孔膜刚性界面构造及油水分离方面取得进展 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高分子材料的自组装与纳米结构研究
高分子材料的自组装与纳米结构研究引言高分子材料在当今科技领域中发挥着重要作用。
通过自组装与纳米结构研究，可以进一步优化材料性能，拓展其应用领域。
本文将探讨高分子材料自组装与纳米结构研究的原理、方法和应用。
一、自组装的原理自组装是指分子或者纳米尺度的组分在无外力作用下，按照特定规则自发地组合成有序结构的过程。
在高分子材料中，分子链之间的相互作用力起到决定性作用。
例如，静电相互作用、范德华力、疏水相互作用等都可以引导高分子分子链间的自组装行为。
通过调控这些相互作用力，可以控制自组装结构的形成，进而影响材料的性能。
二、纳米结构的研究方法纳米结构的研究是实现高分子材料优化与改进的关键。
目前，常用的纳米结构研究方法主要包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等。
SEM技术可以观察纳米级别的表面形貌，提供样品的直观形态信息。
而TEM技术则可以提供更高分辨率的内部结构信息。
通过这些技术，研究人员可以观察到高分子材料的纳米级别排列顺序、孔隙结构以及晶体形态等。
另外，XRD技术可以提供被研究物质的晶体结构信息。
通过测定材料的衍射角度和强度，可以得出材料的晶体结构和晶格常数等参数。
这对于高分子材料的研究和应用都具有重要意义。
三、高分子材料的自组装应用高分子材料的自组装和纳米结构研究为其在多个领域的应用提供了新思路和方法。
1. 高分子材料的纳米粒子制备通过自组装和纳米结构研究，可以实现高分子材料的纳米粒子制备。
通过控制自组装过程中的温度、溶剂浓度以及pH值等参数，可以获得不同形貌和尺寸的高分子纳米粒子。
这些纳米粒子在药物传输、生物医学和纳米电子器件等领域具有广泛的应用前景。
2. 高分子材料的功能性构建自组装和纳米结构研究还可用于构建高分子材料的特殊功能。
例如，通过改变分子链的排列方式和结构单元，可以实现高分子材料的光学、电学以及磁学性能的调控。
这为高分子材料的传感器、电容器和存储器等功能性器件的研发提供了新的思路。
抗菌肽囊泡：药物可直接运输到癌症部位
抗菌肽囊泡：药物可直接运输到癌症部位
[导读]同济大学材料科学与工程学院杜建忠教授课题组成功制备一种抗菌肽囊泡，可将抗肿瘤药物包裹起来，直接送达癌症患者的病灶部位。
该研究论文日前发表在《美国化学会大分子快报》杂志上。
同济大学材料科学与工程学院杜建忠教授课题组成功制备一种抗菌肽囊泡，可将抗肿瘤药物包裹起来，直接送达癌症患者的病灶部位。
该研究论文日前发表在《美国化学会大分子快报》杂志上。
抗癌药物具有一定的毒性，副作用大，在杀灭癌细胞的同时也会对人体正常细胞造成伤害；有些肿瘤病人术后不仅需要化疗、放疗，还需使用大量抗生素，易产生复杂的药物相互作用，增加治疗的难度。
杜建忠等科研人员基于高分子材料和抗菌领域的研究，将人工合成的抗菌肽连接到天然高分子材料壳聚糖上，合成出高效低毒抗菌的高分子纳米囊泡。
这种抗菌肽囊泡毒性很低，不会破坏红细胞；它还如同一艘“航空母舰”,可将抗肿瘤药物以“集装箱”方式打包，直接运输到癌症部位，无需使用抗生素，就能实现灭菌，并可长时间“巡航”,不会误伤正常细胞。
该抗菌肽囊泡上还预留有类似电脑USB的接口，可方便地拓展其功能，针对癌症部位实现更加精准的调控，取得更理想的抗菌效果和抗肿瘤效果。
点击化学与活性自由基聚合联用构建特殊结构聚合物
click chemistry due to high efficiency ， reliable ， high selectivity of click chemistry. On the other hand ，living radical polymerization can control the polymerization and polymer structures effectively. This review highlights the development of the synthesis of well-defined polymers such as star-shaped ， comb-shaped ， brush-shaped ， tadpoleshaped ， figure-of-eight-shaped ， H-shaped ， and dendrimer-like polymers via a combination of click chemistry and living radical polymerization such as atom transfer radical polymerization （ ATRP ） ， reversible additionfragmentation chain transfer polymerization （ RAFT ） ，nitroxide-mediated polymerization （ NMP ） ，and atom transfer nitroxide radical coupling （ ATNRC ） . Moreover ，based on the recent progress ，it has a prospect for the combination of click chemistry and living radical polymerization. Key words click chemistry ； living radical polymerization ； combination ； well-defined polymers
高分子材料的自组装与微纳加工技术研究
高分子材料的自组装与微纳加工技术研究随着科学技术的不断发展，材料科学已成为人们关注的热点领域之一。
高分子材料是一种重要的材料类型，具有优良的机械性能和化学稳定性。
在日常生活中，我们常用的塑料、橡胶等材料都属于高分子材料，而在工业生产中，高分子材料也发挥着重要的作用。
本文将从高分子材料的自组装与微纳加工技术两个方面进行探讨。
一、高分子材料的自组装自组装是指一种自然而然的过程，物质在外界作用下，以自发的形式从混沌和无序的状态转变为有序性更高、结构更稳定的状态。
高分子材料的自组装是指在一定条件下，由于高分子之间的相互作用力，高分子分子自发地形成有规律的结构。
高分子材料的自组装可以分为两种类型：无序自组装和有序自组装。
1.无序自组装无序自组装是指，在高分子材料添加剂的作用下，高分子分子之间出现一定程度的交叉反复，分子排列无规则，而形成的组合态又受限于不同物理参数下的限制，形成无序多孔结构。
无序自组装可以用于制备分子筛、吸附剂、反应催化剂和支撑催化剂等材料。
2.有序自组装有序自组装是指，在高分子材料的特定条件下，由于分子间互相作用力矢量相互平衡，从而使高分子分子排列呈现出有序的结构。
有序自组装可以制备出具有有序排列的多孔膜材料、有多个不同功能团的有序高分子复合材料和复杂的三维有序聚合物结构等。
高分子材料的自组装是一种常见的方法，通过对自组装规律的研究，可以制备出各种新型材料。
此外，高分子材料的自组装还可以被应用于分子传感器和生物分子识别等领域。
二、高分子材料的微纳加工技术微纳加工技术是指对工作材料进行精细加工，准确控制微米和纳米级别的几何形状、尺寸和表面性质。
高分子材料的微纳加工技术是一种将高分子材料制造成微米和纳米级别的几何形状、尺寸和表面性质的方法。
高分子材料的微纳加工技术可以分为四种类型：模板法、自组装法、压力法和等离子体法。
1.模板法模板法是指使用具有微米或纳米大小孔隙的模板，即用模板对高分子材料进行加工。
高分子结晶的新进展、新模型
图!
聚合物从熔体中结晶， 晶面生长沿箭头方向
图4
经典理论中的球晶生长过程
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树叶状片晶生长过程
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间随结晶温度变化的指数关系， 认为结晶温度愈高， 需要克服的活化能的位垒愈大。因而二次成核
基金项目： 国家杰出青年科学基金和德国洪堡基金 （!"#$%&’#( )*& +,- .*"’/01/23/,&4） 资助项目， 在此深表谢意； 作者简介： 高小铃 （5678 9 ） ， 女， 四川省仁寿县人， 硕士生， 主要从事聚甲醛纳米复合材料的研究； 联系电话： :;8 9 8<=>:6<?。 !通讯联系人，
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退火时间对强度为 (+/0, 1 ) 区谱带的影响 当温度升高到 )2%3 后强度归一化处理
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在结晶诱导期内， 去极化光散射 强度随退火时间的变化
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同济大学材料科学与工程学院高分子系杜建忠教授简介
同济大学材料科学与工程学院高分子系杜建忠教授简介杜建忠，理学博士，国家杰出青年科学基金获得者,英国皇家化学会会士(FRSC)，美国化学会Biomacromolecules顾问编委，中国化学会高分子学科委员会委员，同济大学材料科学与工程学院和同济大学附属第十人民医院教授、博导，东方学者，中国生物材料学会生物医用高分子材料分会委员，上海市侨联委员，同济大学侨联主席，杨浦区侨联副主席，同济大学材料科学与工程学院教授委员会副主任,高分子材料系主任.2004年在中国科学院化学研究所获博士学位,2004〜2010年任英国谢菲尔德大学化学系、剑桥大学化学系博士后,2006年任德国洪堡学者,2010年起任同济大学东方学者特聘教授.已在J.Am.Chem.Soc.,Chem.Soc.Rev.,Prog.Polym.Sci.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv. Mater.,Chem.Sci.,Nano Lett.,ACS Nano,Mater.Horiz.,Macromolecules,ACS Macro Lett., Biomaterials,J.Controlled Release等著名期刊发表100多篇学术论文.其“以糖控糖”成果引起学术界关注:美国化学会为其发布新闻，美国著名科技新闻周刊《化学与工程消息》报导该成果，美国《学生科学新闻》将其改编成青少年科普读物《小小囊泡可吸糖》.主要荣誉：中科院优秀博士论文奖(2005)、全国百篇优秀博士论文提名奖(2006)、德国洪堡学者(2006)、东方学者(2009)、上海市浦江人才(2010)、教育部新世纪优秀人才(2010)、教育部霍英东青年教师基金(2012)、同济大学“我心目中的好导师”(2013)、第五届中国侨界贡献奖(2014)、同济大学首届“卓越杯"大学生科技创新竞赛特等奖优秀指导教师(2015)、同济大学优秀学生思想政治工作者(2016)、上海市优秀硕士学位论文导师(2016)、国家科技进步二等奖(2016)、第十五届“挑战杯”上海市特等奖优秀指导教师(2017)、中国复合材料学会优秀博士学位论文导师(2017)、中国化学会高分子科学创新论文奖(2017)、同济大学育才教育奖励金一等奖(2018)、同济大学优秀博士和硕士论文导师(2019)、上海市育才奖(2019)、国家杰出青年科学基金(2019)等.。
高分子化学新发现
高分子化学新发现
高分子化学是研究高分子化合物的合成、结构、性质和应用的学科。
在高分子化学领域，每年都会有新的发现和突破。
以下是一些近年来的高分子化学新发现：
1. 新型高分子材料：研究人员不断开发出新型的高分子材料，如具有特殊功能的聚合物、可降解的高分子材料、自修复材料等。
这些新材料在电子器件、医学、能源等领域有着广泛的应用。
2. 新合成方法：高分子化学家们不断探索新的合成方法，以实现更高效、更环境友好的高分子合成。
例如，可控自由基聚合技术、催化剂设计等都是近年来的重要研究方向。
3. 高分子自组装：自组装是指高分子在特定条件下自发形成有序结构的过程。
研究人员发现，高分子自组装可以产生具有特殊功能的纳米材料，如纳米粒子、纳米纤维等。
这些纳米材料在药物输送、催化等方面有着潜在的应用价值。
4. 高分子生物学：高分子化学与生物学的结合，产生了高分子生物学这一新兴领域。
研究人员通过设计合成具有生物活性的高分子，用于疾病诊断、药物传递等方面。
例如，聚合物荧光探针、聚合物药物传递系统等。
5. 智能高分子材料：智能高分子材料是指具有响应性和可控性的材料，可以对外界刺激做出特定的响应。
近年来，研究人员通过设计
合成具有特定响应性的高分子材料，如温度敏感聚合物、pH敏感聚合物等。
这些智能材料在传感器、可控释放系统等方面具有潜在的应用。
以上只是高分子化学领域的一小部分新发现，随着科学技术的不断发展，高分子化学在材料科学、生命科学、能源科学等领域的应用也将越来越广泛。
同济大学石墨烯-碳纳米管研究取得重要成果
同济大学石墨烯-碳纳米管研究取得重要成果
佚名
【期刊名称】《中国粉体工业》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】同济大学声子学与热能科学中心陈杰研究员与瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）Koumoutsakos教授研究小组合作，提出了一种显著提高石墨烯层间导热性能的新方法：用sp2共价键（强相互作用）来代替石墨烯层间范德华力（弱相互作用），构造无缝连接的石墨烯-碳纳米管混合结构。
【总页数】1页(P49-49)
【正文语种】中文
【中图分类】TB383
【相关文献】
1.清华大学在原位缠绕超长碳纳米管制备单色碳纳米管线团研究取得重要进展 [J],
2.我国研究人员提出石墨烯CVD生长新思路，石墨烯三维体材料宏量制备取得重要突破 [J],
3.晶粒尺寸调控石墨烯研究取得新成果 [J],
4.德州学院生物物理省级重点实验室在单晶石墨烯超痕量生物传感技术研究方面取得突破性成果 [J],
5.同济大学翟继卫课题组在聚合物复合储能电介质材料研究方面取得重要进展 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展
形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展摘要：形状记忆高分子材料是一种新型刺激相应型智能材料。
本文首先介绍了形状记忆高分子材料的形状记忆效应及其产生该效应的分子机理；并探讨形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用。
同时，展望了其在自拆卸构件设计、应用中的发展趋势。
关键词：高分子材料形状记忆效应自拆卸形状记忆高分子材料（SMP,Shape Memory Polymer）是一种新型的智能材料（Intelligent material），它能感知外部刺激，从而恢复自身形状的功能材料。
形状记忆高分子材料种类繁多，用途广泛，其应用在商品防伪、医疗卫生、航空航天等不同领域。
形状记忆高分子材料具有形变量大、赋形容易、形状恢复温度易于调整、电绝缘性好等优点[1]；且易于制备具有形状记忆性能的复合物。
现在，电子产品（如智能手机等）的升级、换代越来越快。
废弃电子产品的回收、处理问题日益突出。
废弃电子产品中，含有很多重金属，对环境的潜在危害巨大。
垃圾的收集、分类耗费大量的人力、物力；在人力成本大大增加的当下，发展能够自拆卸的构件、器件甚至产品将大大缓解这个问题。
形状记忆高分子材料具有的回复自身初始形状的特性，使其在自拆卸构件的设计上具有很大的潜力。
本文在讨论形状记忆高分子材料形状记忆效应的基础上，对形状记忆材料在设计、制造自拆卸构件中的应用进行了综述。
1 形状记忆高分子材料的记忆效应及其机理1.1 形状记忆效应形状记忆材料是一种刺激、响应型的功能材料。
这类材料能够“记住”自己的初始形状。
形状记忆效应就是指材料在外界的刺激下，能够改变自身的形状并回复初始形状。
不同的材料可以根据外部环境产生的不同刺激（如热、磁、光、化学等），回复自身的初始形状。
如果在加热的情况下，回复自身的初始形状，则称之为热驱动的形状记忆效应或热致形状记忆效应。
以此类推，可以产生磁致、光致、化学驱动的形状记忆效应。
1.2 形状记忆高分子材料的形状记忆机理Huang等提出：可以将形状记忆高分子材料看成由两相组成，一相为固定相，另一相为可转变相。
多组分聚合物结构与性能 - 同济大学材料科学与工程学院
出性能更为优良的或更有特色的聚合物共混物；例如
分散相层片化赋予聚合物共混物以某种新功能（阻隔
性、抗静电性等）ห้องสมุดไป่ตู้少量起增韧作用的弹性体在形态 中的网络化显著提高了其对脆性基体的增韧效果；结 晶聚合物与非结晶聚合物或其他结晶聚合物共混，使 其球晶细化，从而增加了韧性。通过这些研究，使人
们对聚合物共混物形态结构的认识有了新的发展。
为同系聚合物共混物。
8
第一章 绪论 聚合物共混物的表示方法： 举例：
二元聚合物共混物： A/B （ X/Y ），其中 A 为基 聚丙烯 / 聚乙烯（ 85/15 ），表示在聚丙烯中加 体树脂的名称， B为掺混入基体树脂中的另一聚合物 入聚乙烯，它们的重量比例为85:15； 的名称； X和 Y相应为 A及 B二种聚合物组分的重量分 聚丙烯 / 聚乙烯 / 乙丙橡胶（ 85/10/5 ），表示以 数。 聚丙烯为基体，另外两组分为聚乙烯和乙丙橡胶的 多元聚合物共混物的表示方法类推。 聚丙烯三元共混物，三者的重量比依次为85:10:5。
纹，可代替木材使用。
14
第一章 绪论
5. 有利于聚合物产品的多品种与系列化。
例如ABS塑料可以通过本体悬浮法、乳液法、共 聚—共混法以及机械共混法等不同方法制备，组分比
例、形态结构和橡胶粒子尺寸都有差别，产品性能也
不一样。因此，ABS的牌号、品种特别多。 ABS还可与多种聚合物共混组成多元共混物，例 如：ABS/PVC、ABS/PC、 ABS/PA、 ABS/聚砜、 ABS/聚氨酯、ABS/PMMA等。这种多系列、多品种
6
第一章 绪论
聚合物共混物的类型：
按热力学相容性分类：均相和非均相共混物；
按组成分类：橡胶增韧塑料、塑料增强橡胶、橡
分散相层片化赋予聚合物共混物以某种新功能（阻隔
性、抗静电性等）ห้องสมุดไป่ตู้少量起增韧作用的弹性体在形态 中的网络化显著提高了其对脆性基体的增韧效果；结 晶聚合物与非结晶聚合物或其他结晶聚合物共混，使 其球晶细化，从而增加了韧性。通过这些研究，使人
们对聚合物共混物形态结构的认识有了新的发展。
为同系聚合物共混物。
8
第一章 绪论 聚合物共混物的表示方法： 举例：
二元聚合物共混物： A/B （ X/Y ），其中 A 为基 聚丙烯 / 聚乙烯（ 85/15 ），表示在聚丙烯中加 体树脂的名称， B为掺混入基体树脂中的另一聚合物 入聚乙烯，它们的重量比例为85:15； 的名称； X和 Y相应为 A及 B二种聚合物组分的重量分 聚丙烯 / 聚乙烯 / 乙丙橡胶（ 85/10/5 ），表示以 数。 聚丙烯为基体，另外两组分为聚乙烯和乙丙橡胶的 多元聚合物共混物的表示方法类推。 聚丙烯三元共混物，三者的重量比依次为85:10:5。
纹，可代替木材使用。
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第一章 绪论
5. 有利于聚合物产品的多品种与系列化。
例如ABS塑料可以通过本体悬浮法、乳液法、共 聚—共混法以及机械共混法等不同方法制备，组分比
例、形态结构和橡胶粒子尺寸都有差别，产品性能也
不一样。因此，ABS的牌号、品种特别多。 ABS还可与多种聚合物共混组成多元共混物，例 如：ABS/PVC、ABS/PC、 ABS/PA、 ABS/聚砜、 ABS/聚氨酯、ABS/PMMA等。这种多系列、多品种
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第一章 绪论
聚合物共混物的类型：
按热力学相容性分类：均相和非均相共混物；
按组成分类：橡胶增韧塑料、塑料增强橡胶、橡
一种磁性纳米聚合物囊泡及其制备方法和应用[发明专利]
![一种磁性纳米聚合物囊泡及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/2b8f9de0763231126fdb112c.png)
专利名称：一种磁性纳米聚合物囊泡及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：杜建忠,刘秋明
申请号：CN201410171495.4
申请日：20140425
公开号：CN103976953A
公开日：
20140813
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种磁性纳米聚合物囊泡及其制备方法和应用，该磁性纳米聚合物囊泡包括聚合物囊泡以及原位沉积在聚合物囊泡表面的磁性纳米粒子，聚合物囊泡由两亲性嵌段聚合物FA-PGA-b-PX自组装形成，磁性纳米粒子利用其上带正电荷的二价铁阳离子或三价铁阳离子吸附在PGA 上带负电荷的羧基上；其制备方法为：先合成两亲性嵌段聚合物，再使其在溶液中组装为聚合物囊泡，然后使磁性纳米粒子沉积在聚合物囊泡表面并最终生成磁性纳米聚合物囊泡；该磁性纳米聚合物囊泡结构稳定，具有很好的生物相容性和生物降解性，对癌细胞具有良好的靶向性，不仅可以作为用于靶向识别癌细胞的核磁共振显影剂，还可以包裹亲水或疏水药物，对靶向部位进行可控给药。
申请人：同济大学
地址：200092 上海市杨浦区四平路1239号
国籍：CN
代理机构：上海智信专利代理有限公司
代理人：吴林松
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聚合物自组装是一个重要的研究领域，对其基本规律的探索和理解有望对多个学科的发展产生影响。
譬如，通过聚合物自组装可以得到实心胶束、空心囊泡、棒状胶束、纳米片、纳米管等多种多样的纳米结构，在药物载体、基因递送、癌症和其他疾病诊疗、分子催化、水处理等领域具有广泛的潜在应用前景。
相比于合成较为复杂但广泛研究的嵌段共聚物，利用合成方法更为简单的均聚物作为自组装构筑单元的研究则较少有人涉及，也更有挑战性。
一般认为，疏水作用在均聚物自组装中的作用会减弱，而分子间的非共价键作用如氢键、π-π作用、静电作用和偶极作用等对均聚物自组装则具有更加重要的影响。
作为自组装领域的重要分支，建立均聚物自组装理论，利用新颖结构的均聚物构筑不同的纳米结构从而实现不同的功能，具有重要的理论意义与现实意义。
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF同济大学高分子材料系杜建忠教授课题组从2010年开始从事均聚物自组装的研究，取得了一系列原创性研究成果。
近日，杜建忠教授在英国皇家化学会旗舰刊Chemical Science上发表了题为“Nanobowls with controlled openings and interior holes driven by the synergy of hydrogen bonding and π-πinteraction”的研究论文（DOI：C8SC03995J），提出了利用均聚物自组装制备开口和尺寸可控纳米碗的策略。
杜建忠教授为论文的通讯作者，其博士研究生孙辉为第一作者。
如图1所示，针对非对称纳米结构的设计与制备领域的巨大挑战，他们提出了利用均聚物自组装来解决问题的新途径。
首先，他们设计并合成了一系列两亲性均聚物（PHAzoMA），并在聚合物侧链中引入可产生氢键作用的氨基醇，以及可产生π-π作用的偶氮苯基团。
在自组装过程中，利用分子间氢键与π-π作用的协同效应，精确调控聚合物分子链的运动性，从而使组装体发生非均匀收缩，得到具有开口结构的纳米碗。
他们还通过透射电镜监控了自组装的详细过程，捕捉了纳米碗形成的中间态，并提出了纳米碗的形成机理。
更重要的是，通过改变聚合物的聚合度，可以精确控制纳米碗开口的尺寸。
通过对比实验，他AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF们进一步证实了氢键与π-π作用的协同效应在纳米碗的形成过程中起到了决定性作用，而没有协同效应的均聚物不能形成纳米碗。
他们发现，通过在均聚物中引入不同的非共价键作用，还可以得到其他非对称结构，体现了该方法的普适性，为制备非对称纳米结构开辟了一条新道路。
图1. 利用分子间氢键与π-π作用的协同效应诱导均聚物自组装形成开口和尺寸可控的纳米碗。
此外，杜建忠教授课题组多年来在均聚物自组装领域取得了一系列重要进展。
2013年，他们提出利用分子内/分子间氢键诱导均聚物自组装来设计纳米结构（Macromolecules2013, 46, 194）。
如图2所示，随着分子内/间氢键的增强，均聚物自组装体会发生从水化复合胶束（HLCMs）到大复合囊泡（LCVs），囊泡（vesicle），大复合胶束（LCMs）的演变。
在该研究中，他们深入研究了氢键对于均聚物自组装形貌演变的影响，更重要的是，打破了传统共聚物囊泡膜层由疏水链段构成的惯性思维，提出并证实了均聚物囊泡与胶束中亲疏水微区共存的事实，对理解均聚物自组装体的结构产生了重要影响，为后续的一系列相关研究奠定了基础。
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF图2. 利用分子间/内氢键诱导均聚物自组装形成不同纳米结构。
同年，他们设计并制备了一种具有梯度膜结构的均聚物（PEEA）囊泡（Chem. Commun.2013, 49, 11521）。
如图3所示，疏水的烷基链与去水化的乙氧基链形成囊泡的膜，而水化的乙氧基链与端羧基形成囊泡的冠。
与传统的囊泡膜结构不同的是，该囊泡膜具有梯度结构，即囊泡膜的中心最致密（由疏水的烷基链构成），同时乙氧基链去水化作用最强。
从膜的中心逐渐向外和向内，随着乙氧基链水化作用增强，囊泡膜的结构越来越疏松。
由于聚合物上的羧基覆盖在囊泡的内外表面，因此可通过静电排斥保证囊泡的稳定性。
细胞实验结果表明即使囊泡的浓度达到1000 μg/mL时，细胞存活率依然在90%以上，表明其作为药物载体的潜力。
该囊泡可以高效包载抗癌药阿霉素，并且能够持续释放。
图3. 利用均聚物自组装制备梯度膜囊泡。
基于上述研究基础，他们在2014年制备了一种多功能均聚物囊泡（PHNA），并用于水处理与催化（ACS Nano2014, 8, 5022）。
利用PHNA均聚物囊泡上AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF的胺基可原位生成纳米金颗粒，且均聚物囊泡对纳米金颗粒起到了很好的分散和支撑作用，避免其发生团聚。
另外，纳米金颗粒和囊泡还存在一定的协同作用。
实验结果表明，囊泡上的萘环可通过π-π堆积作用高效富集芳香族化合物，如纳米金颗粒可以高效催化4-硝基苯酚（4-NP）的还原反应，结构稳定，可多次回收利用。
此外，由于聚合物骨架中萘环的存在使得聚合物囊泡与多环芳烃如芘等能够发生π-π堆叠作用，因此能够迅速捕获水中痕量致癌物多环芳烃，使多环芳烃的残留浓度降低到μg/L级（ppb）。
图4. 利用PHNA均聚物自组装成聚合物囊泡及其在水处理与催化中的应用。
2016年，他们提出利用可工业放大生产的高分子囊泡作为碳源，直接对其碳化来制备空心纳米碳球，实现了均聚物囊泡在能源存储领域的应用（J. Mater. Chem. A2016, 4, 12088）。
如图5所示，利用逐步聚合制备了一种两亲性均聚物聚酰胺酸（PAA）。
直接在溶液中加入水可得到尺寸均一的囊泡，将其在惰性气氛下煅烧即可得到结构完整的空心纳米碳球。
此外，纳米碳球的介孔结构与碳含量可以通过囊泡的AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF交联进行控制。
该空心纳米碳球用作超级电容器中的电极材料时，比容量达到了 F/g，且具有非常好的循环性能和优异的倍率性能。
当电流密度达到20 A/g 时，其比容量依然高达 F/g，表明其作为快速充电储能材料的应用潜力。
该工作得到了南京工业大学吴宇平教授课题组在超级电容器方面的大力支持。
图5. 利用可工业放大的均聚物囊泡作为碳源制备氮掺杂空心碳球及其在超级电容器中的应用。
最近，他们还利用均聚物设计了水处理囊泡（ACS Appl. Mater. Interfaces2018, 10, 713）和等离子体囊泡（Nanoscale2018, 10, 17354）。
以聚酰胺酸（PAA）自组装得到的均聚物囊泡，可以通过π-π与静电吸附作用同时高效吸附污水中的多种污染物（多环芳烃，阳离子染料与重金属离子）。
经过处理，污水中不同污染物的残留浓度分别降低至ppb（多环芳烃）， ppb（阳离子染料）与 ppm（镉离子），具有巨大的应用潜力。
此外，以热响应均聚物作为构筑单元，原位沉积金纳米颗粒后制备了等离子体囊泡，如图6所示。
随着温度的升高，等离子体囊泡发生聚集并融合成大囊泡。
同时囊泡膜上金纳米颗粒的排列更加紧密，产生耦合并形成“热点”。
相AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF比于15 ℃，其表面增强拉曼散射能力在35 ℃时提升超过23000倍。
图6. 通过均聚物囊泡制备等离子体囊泡及其热响应行为。
该系列工作受到国家自然科学基金（21074095，21674081）等资助。
全文链接：杜建忠研究团队介绍：杜建忠教授自2010年起任同济大学东方学者特聘教授，上海特聘专家，同济大学材料学院教授委员会副主任，高分子材料系系主任，英国皇家化学会会士（FRSC），中国化学会高分子学科委员会委员。
团队目前有在读博士生13名，在读硕士生8名，围绕大分子自组装，在均聚物自组装、抗菌肽囊泡、癌症诊疗与糖尿病治疗等研究领域形成了独具特色的研究成果。
近五年来，获15项关于高分子囊泡的中国发明专利（授权），以通讯作者在J. Am. Chem. Soc., Chem. Soc. Rev., Prog. Polym. Sci., Adv. Mater., Chem. Sci., ACS Nano, Nano Lett., ACS Macro Lett, Macromolecules, Biomacromolecules,AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAFACS AMI, Biomaterials, Chem. Commun., J. Mater. Chem. (and A, B)等著名期刊发表学术论文56篇（其中唯一通讯作者论文46篇），研究成果被美国C&EN等媒体报道，美国化学会发布新闻，“以糖治糖”思想被美国Science News for Students改编成青少年科普文章。
课题组网站：实验配计算，轻松发顶刊深圳华算科技是一家专注计算解决方案的高科技公司，采用第一性原理计算和分子动力学方法，结合量子化学模拟软件，专注为海内外催化、电池、纳米、高分子及生物领域科研人员提供计算模拟整体技术咨询方案。
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