自然界中諸多物種經(jīng)歷了億萬(wàn)年的進(jìn)化,衍生出豐富多樣的復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)與先進(jìn)的光功能,以達(dá)到高效的光合成、光探測(cè)、通訊、偽裝等目的。例如:人們發(fā)現(xiàn)蝴蝶翅膀中一種有趣的“橋聯(lián)層狀結(jié)構(gòu)”或“層孔交替結(jié)構(gòu)”(見(jiàn)下圖),呈現(xiàn)藍(lán)色與珍珠白的多重光學(xué)特性,有助于其躲避天敵等。
嵌段共聚物刷相分離是制備光學(xué)材料的有效方法,常用于獲得具有靚麗結(jié)構(gòu)色的一維光子晶體。此外,利用兩親性嵌段聚合物刷誘導(dǎo)的有序自發(fā)乳化機(jī)制(OSE)能方便的獲得三維光子晶體(Macromolecules 2021, 54, 3668; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 3647-3653),即具有明亮結(jié)構(gòu)色的多孔微球。然而上述材料一般只局限于單一的結(jié)構(gòu)與光學(xué)表現(xiàn),利用高分子自組裝方法制備具有多重光功能的復(fù)雜材料仍是領(lǐng)域內(nèi)的巨大挑戰(zhàn)。
近日,天津大學(xué)宋東坡課題組開(kāi)發(fā)了一種嵌段共聚物限域共組裝策略,巧妙的將傳統(tǒng)的微相分離與有序自發(fā)乳化機(jī)制相結(jié)合,簡(jiǎn)單高效的制備了具有復(fù)雜橋聯(lián)層狀結(jié)構(gòu)的Janus光子微球材料,獲得了豐富多樣的光學(xué)功能。研究人員將親油與兩親性的嵌段共聚物刷的甲苯溶液制成水包油液滴,隨著溶劑的揮發(fā),體系內(nèi)相繼產(chǎn)生層堆積結(jié)構(gòu)與粒徑均勻的納米水滴,二者能很好的協(xié)同共組裝形成上述的層孔交替結(jié)構(gòu),進(jìn)而產(chǎn)生光子帶隙與明亮的結(jié)構(gòu)色。
通過(guò)簡(jiǎn)單的改變兩種聚合物的配方比例,能精確的調(diào)節(jié)反色光的顏色,獲得了全可見(jiàn)光區(qū)間的光子顏料。此外,通過(guò)改變分子量或調(diào)節(jié)配方成功制備了具有兩種光學(xué)結(jié)構(gòu)和雙重光學(xué)特性的Janus微球材料,包括可反射兩種不同可見(jiàn)光的微球、可見(jiàn)光/紅外以及可見(jiàn)光/無(wú)反射等。
該工作提出了一種新的共組裝策略,能制備復(fù)雜的光功能材料,在環(huán)境友好型光子顏料、光學(xué)傳感器、仿生光學(xué)器件等領(lǐng)域有潛在應(yīng)用價(jià)值。
文章的第一作者是天津大學(xué)材料學(xué)院的碩士研究生郭麒麟。作者感謝國(guó)家自然科學(xué)基金(51873098)對(duì)本工作的資助。
論文信息:Janus Photonic Microspheres with Bridged Lamellar Structures via Droplet-Confined Block Copolymer Co-Assembly
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202113759
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202113759
- 青科大李志波/劉紹峰教授團(tuán)隊(duì) ACS Catal.: 新型鉿金屬催化劑鏈穿梭聚合制備高熔點(diǎn)烯烴嵌段共聚物OBC 2025-05-11
- 暨南大學(xué)寧印教授 Angew:?jiǎn)尉ьw粒內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的空間調(diào)控 2025-05-05
- 復(fù)旦大學(xué)王國(guó)偉團(tuán)隊(duì) Macromolecules:突破自組裝技術(shù)新邊界 - 高固含量下嵌段共聚物的熱誘導(dǎo)自組裝與熱誘導(dǎo)協(xié)同自組裝 2025-04-27
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團(tuán)隊(duì) Nano lett.:面向水下電子皮膚的溫控響應(yīng)纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 南方醫(yī)大吳耀彬、王玲、黃文華 AFM:原位光固化彈性聚酯基Janus生物粘合劑用于動(dòng)態(tài)創(chuàng)面閉合 2025-05-08
- 華東理工張大朋教授/李永生教授團(tuán)隊(duì) Angew:器官靶向mRNA遞送單組分Janus樹(shù)枝狀大分子載體 2025-04-11
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 新政·AI智控·增效三重賦能...
- 2025重慶橡塑展亮點(diǎn)劇透,行...
- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
- 北林彭鋒教授團(tuán)隊(duì) Adv. Func...
- 四川大學(xué)梁坤能、鄧怡 ACS N...
- 貴州大學(xué)謝遠(yuǎn)鵬/呂夢(mèng)嵐團(tuán)隊(duì) ...
- 復(fù)旦大學(xué)彭娟教授團(tuán)隊(duì) ACS M...
- 浙工大劉善秋/中國(guó)科大李景...
- 天津大學(xué)宋東坡教授課題組 A...
- 化學(xué)所陳傳峰、韓瑩團(tuán)隊(duì) Ang...
- 東北林大劉守新教授團(tuán)隊(duì)《Ad...
- 北化楊衛(wèi)民/李好義團(tuán)隊(duì)《Com...
- 中國(guó)人民大學(xué)賀泳霖等 Small...
- 安理工王文新教授都柏林大學(xué)...