新型分子刷嵌段共聚物的合成、受限组装及光学性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873098
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0302.高分子材料物理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Up to now, research on bottlebrush block copolymers (BCPs) has generally focused on self-assembly in bulk. The obtained microstructures have limited tunability, and the optical properties need to be enhanced for practical use. In the research proposal, we investigate the self-assembly behaviors of bottlebrushes within confined three-dimensional (3D) spaces such as emulsion micro-droplets, characterize the resulting microstructures formed in obtained micro-balls after drying, and disclose the correlations between structures and optical properties. Different from the confined self-assembly of linear BCPs, more structural tunability and diversity are available arising from liquid-liquid interfacial effects due to more tunable molecular parameters of bottlebrushes including molecular flexibility and symmetry. In addition, the periodicity of the bottlebrush structure greatly increased compared to that of the linear BCP, which enables the interactions between structure and visible light providing a novel route to the design and fabrication of well-ordered functional polymer materials. With the proposed project, we aim to create bottlebrush micro-balls with unique structures and attractive optical properties, offering an ideal model for a systematic study of the relationship between structure and optical property. Subsequently, we are expecting a precise control over the optical properties via tailoring microstructure, and create red, green and blue photonic balls with reflection over 95% for practical uses.
目前,关于分子刷嵌段聚合物的研究大都侧重于本体自组装,形成微结构的可调控性有限,材料的光学性能亟待提高。本项目将分子刷的研究拓展到受限组装领域,拟探明分子刷在三维空间受限条件下的自组装行为和聚集态结构。区别于线性嵌段聚合物的受限组装,分子刷结构独特且拥有更多的可调控性如分子柔性、对称性等,在受限自组装界面效应的影响下易形成更为丰富多样的微结构。分子刷组装形成的结构尺寸远大于传统嵌段聚合物,赋予了微结构物理性能,有望为高分子功能结构材料的设计制备开辟一条新的道路。本研究课题的实施能产出结构新颖和光学性能独特的聚合物微粒(光子微球),为系统研究组装结构与光学性能之间的关系提供理想的模型。通过以上研究,我们拟实现对材料结构和光学性能的精准调控,并能制备反射率高于95%的红绿蓝三基色光子微球,为此类材料的实际应用打下坚实基础。

结项摘要

在本项目的资助支持下,系统深入的研究了嵌段共聚物刷乳液受限自组装行为、聚集态结构以及光学性能之间的关系,显著增强了材料的光学性能,实现了预期研究目标。提出了嵌段共聚物刷限域自组装制备光子颜料的新策略,成功制备了全可见光区可调的嵌段共聚物刷光子微球,反射率最高可达100%,并在纳米尺度上构建“软-硬”交替排列的“洋葱”结构,成功制备了力致变色的高分子微球材料。发现并阐释了两亲性嵌段共聚物刷引发的有序自发乳化科学机制(OSE),证明了聚合物刷的棒状构象是OSE机制的关键因素,建立了基于双乳液的嵌段高分子界面自组装新体系。基于OSE提出了一种通过调控聚合物链构象调节结构色的全新理念,只需单一原料即可制备出颜色连续可调的光子颜料,制备过程简便、快捷、易于规模化生产。建立了利用剪切力控制光学结构生长的有效方法,成功制备了低角度依赖性的光子颜料。开发了一种嵌段共聚物限域共组装策略,巧妙的将传统的微相分离与有序自发乳化机制相结合,简单高效的制备了具有复杂结构的光子微球材料,获得了丰富多样的光学功能。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Rapid Responsive Mechanochromic Photonic Pigments with Alternating Glassy-Rubbery Concentric Lamellar Nanostructures
具有交替玻璃状橡胶同心层状纳米结构的快速响应力致变色光子颜料
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Yun Dong;Zhe Ma;Dong-Po Song;Guiqiu Ma;Yuesheng Li
  • 通讯作者:
    Yuesheng Li
Precise Tailoring of Polyester Bottlebrush Amphiphiles toward Eco- Friendly Photonic Pigments via Interfacial Self-Assembly
通过界面自组装将聚酯瓶刷两亲物精确定制为环保光子颜料
  • DOI:
    10.1038/ismej.2012.137
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Angew. Chem. Int. Ed.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qilin Guo;Runze Xue;Jian Zhao;Yuxia Zhang;Gea T. van de Kerkhof;Kunyu Zhang;Yuesheng Li;Silvia Vignolini;Dong-Po Song
  • 通讯作者:
    Dong-Po Song
Self-Assembled Photonic Microsensors with Strong Aggregation-Induced Emission for Ultra-Trace Quantitative Detection
用于超痕量定量检测的具有强聚集诱导发射的自组装光子微传感器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Qiu-Jun Liu;Yulian Li;Jing-Cheng Xu;Hai-Feng Lu;Yuesheng Li;Dong-Po Song
  • 通讯作者:
    Dong-Po Song
Supersoft Elastic Bottlebrush Microspheres with Stimuli-Responsive Color-Changing Properties in Brine
在盐水中具有刺激响应变色特性的超软弹性洗瓶刷微球
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xiaotong Li;Bangbang Wang;Qiu-Jun Liu;Ruijun Zhao;Dong-Po Song;Yuesheng Li
  • 通讯作者:
    Yuesheng Li
三嵌段共聚物刷诱导乳液自组装制备响应性多孔结构色微球
  • DOI:
    10.1186/s12931-022-02130-6
  • 发表时间:
    2022-08-11
  • 期刊:
    高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玉莲;宋东坡;李悦生
  • 通讯作者:
    李悦生

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其他文献

Neutral Nickel Catalysts for Olefin Homo- and Copolymerization: Relationships between Catalyst Structures and Catalytic Properties
用于烯烃均聚和共聚的中性镍催化剂:催化剂结构与催化性能之间的关系
  • DOI:
    doi:10.1021/cr500370f
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chemical Review
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    穆洪亮;潘莉;宋东坡;李悦生
  • 通讯作者:
    李悦生

其他文献

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宋东坡的其他基金

两亲性嵌段共聚物刷自组装制备光子晶体颜料
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
序列可控多嵌段聚合物刷的合成与表征
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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