分会

第三十五分会：胶体与界面化学

摘要

纳米碗是一种非对称空心结构，具有单一非对称内孔和表面开口。目前，纳米碗的开口尺寸和内孔深度的精确调控依然面临严峻挑战。针对这一挑战，我们提出基于均聚物自组装，利用非共价键协同作用制备开口尺寸精确可控的纳米碗新策略。通过可逆加成-断裂转移(RAFT)聚合制备具有氨基醇基团和偶氮苯侧链的均聚物(PHAzoMA)，氨基醇基团可提供氢键作用，而偶氮苯侧链则能够提供π-π相互作用。我们通过紫外-可见光谱与红外光谱证实了这两种相互作用的确存在。自组装过程中，当PHAzoMA分子量较低时，分子链运动性较强，不能够阻止预形成复合胶束的均匀收缩，最终得到复合胶束。随着PHAzoMA分子量的增加，分子链间相互作用逐渐增强，在组装过程中会阻碍预形成复合胶束的均匀收缩，从而形成纳米碗结构。PHAzoMA的分子量与纳米碗的开口尺寸呈线性关系，当分子量由10.1 kg mol-1增至76.9 kg mol-1时，氢键和π-π堆叠作用增强，开口尺寸随之由242 nm增至423 nm。我们深入探究了纳米碗的形成机理，揭示了预形成复合胶束-内部微相分离-溶剂“气泡”融合-运动至球体表面-表面塌陷的形成过程，并通过对比实验证实了只有两种非共价键作用协同才能够形成纳米碗，而只有一种非共价键作用存在时只能够得到复合胶束。总之，我们提出了一种利用氢键和π-π堆叠协同效应制备表面开口和内孔深度可精确控制纳米碗的通用策略，为制备非对称纳米颗粒的提供了新思路。

关键词

均聚物自组装;氢键;π-π堆叠;纳米碗

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