双亲纳米颗粒在选择性溶剂中的自组装行为:耗散粒子动力学模拟

作者：郭浩; 宋先雨; 赵国林; 赵双良; 韩霞; 刘洪来

来源：化工学报, 2018, 69(11): 4887-4895.

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20180677

• 纳米粒子
• 耗散粒子动力学
• 模拟
• 自组装
• 溶剂

接枝聚合物纳米颗粒在构筑多级功能性纳米材料方面具有很大潜力,但其在选择性溶剂中自组装相图却鲜见报道。利用耗散粒子动力学模拟研究了溶剂选择性、接枝聚合物链长度以及亲水、疏水聚合物链比例等因素对双亲纳米颗粒自组装行为的影响,并绘制了自组装形态相图。结果显示,随着浓度的增大,双亲纳米颗粒逐渐自组装成球状、棒状、二维膜、纳米膜孔等丰富纳米结构。不仅如此,溶剂与亲水、疏水聚合物相容性差异较小时(a S-HL=40k BT/Rc,a S-HB=50k BT/Rc),双亲纳米颗粒自组装形成层状纳米结构,在较高浓度时,形成规则的多孔网络结构。研究发现,双亲纳米颗粒浓度和接枝聚合物的链长以及亲水、疏水聚合物链比例是调控双亲纳米颗粒自组装形态的关键因素。鉴于双亲纳米颗粒丰富的自组装行为,它在气体分离、检测、载药、催化剂载体等领域有着很大的潜在应用价值。

• 单位
  华东理工大学; 化学工程联合国家重点实验室