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理想的材料設計策略是通過有限的建造模塊設計并合成出豐富的多功能材料，如依靠二十種氨基酸構筑出功能豐富的人體蛋白質，其精確定義的單體結構決定著鏈構象和自組裝結構。然而，某種程度上由于以序列定義的方式組裝建造模塊的能力有限，因此在合成材料中很少研究這種序列-結構-功能關系。

近日，美國耶魯大學鐘明江教授團隊以混合接枝嵌段共聚物（mGBCP）為建造模塊開發出制造多組分層級納米結構的普適性新方法，該方法僅僅依靠三到四種聚合物建造模塊即可構筑出多樣性的晶格參數可調的“相在相中”的層級納米結構（圖1）。

圖1. 基于mGBCP構建多組分層級納米結構示意圖。

首先大分子單體A和B無規共聚得到第一嵌段(A-ran-B)，然后加入另一大分子單體C，制備出兩嵌段共聚物(A-ran-B)-b-C（大分子單體A、B和C見圖1）。由于熱力學不相容，側鏈A與B發生分子內相分離，構成亞相結構，其界面法線防線垂直于分子的主鏈方向；側鏈A/B作為一個整體與側鏈C構成的第二嵌段進一步發生相分離，構成大相結構，其相界面法線防線平行于分子的主鏈方向。調節大分子單體A/B的比例可以調節亞相形貌，如由層狀相轉變為柱狀相；調節大分子單體C相對于A/B的聚合度可以調節大相形貌，如由層狀相轉變為柱狀相（圖1）。

最后，可以調控大分子單體A、B和C的聚合順序構筑出更加多樣性納米結構相疇，證實合成方法的普適性，并且可以通過引入第四種大分子單體構筑出更加復雜的多組分層級納米結構，即(A-ran-B)-b-(C-ran-D)分子刷嵌段共聚物構建的層級相形貌（圖2）。

圖2. 多樣性納米結構相疇構筑及四種大分子單體構筑更加復雜的層級納米結構。

論文信息

Rapid Access to Diverse Multicomponent Hierarchical Nanostructures from Mixed-Graft Block Copolymers

Ruiqi Liang, Qingliang Song, Ruipeng Li, An N. Le, Xiaowei Fu, Yazhen Xue, Xiaoyu Ji, Weihua Li, Mingjiang Zhong

該工作的研究團隊包括耶魯大學博士研究生梁芮綺，An Le，符笑偉（現為四川大學助理研究員），薛雅珍，紀小宇，美國Brookhaven國家實驗室Dr. Ruipeng Li，復旦大學高分子科學系李衛華教授及其博士研究生宋青亮。

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202210067

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