Janus聚合物环状结构的可控合成及其表面多相结构构筑

Janus materials with two different components compartmentalized onto the same surface have attracted increasing attention for their diversified potential applications. Compared to other particles, Janus rings have achieved unique optical，electrical and magnetic properties due to its inner cavity and ring-shaped channel. In this proposal, Pickering emulsion polymerization was applied to prepare the template particles with surface partition. ATRP reaction was further used in the controllable fabrication of the Janus ring on the ring-shaped partition. The effects of partition of ABA-typed particles and control factors of ATRP on both magnetic and luminescent properties will be investigated. The method is of the universality, controllability and dispensability, and functional materials can be composited onto the Janus rings, which expands the components and properties of composite rings. It will promote the development of multi-dimensional functional composite materials.

Janus材料因其化学组成和结构的各向异性而具有独特的性质，成为材料科学领域的研究热点，在诸多领域具有重要的应用前景。Janus环状结构，更因其结构上具有开放的内含空腔和封闭的环形通路，被赋予了一些区别于其它形貌粒子的特殊光、电、磁性能。本项目拟利用Pickering乳液聚合技术制备一种表面分区化的模板粒子，利用其表面的环状分区，进一步原位引发ATRP反应实现Janus环状结构的可控制备。重点通过ABA型模板球的分区设计及ATRP过程控制因素的调控制备系列化环状结构，揭示Janus环的特征结构参数及表面性质对其磁性和光学性质的影响规律。该方法具有良好普适性、可控性和可分散性，所得Janus环状粒子可通过定向性的功能物质复合，进一步拓展Janus环的组成及性能，为多相性质环状结构的制备提供了新方法，对多维度功能复合材料的发展起到推动作用。

Janus材料因其具有独特的结构及性能，在诸多领域具有重要的应用前景。特别是Janus环状结构有开放的内含空腔和封闭的环形通路，使其具有独特的功能性，但在制备上存在一定的困难。利用胶体表面的环状区域制备Janus环状结构是制备可分离性环状结构的新思路。本项目研究了基于ABA型胶体模板球制备Janus聚合物环状结构的方法。基于Pickering乳液3D界面的保护-去保护方法，制备了球冠表面为羟基，中心环状区域为氨基改性的ABA型胶体颗粒，并对Pickering乳液聚合的调控工艺进行了研究，制备了具有一定相变特性的微胶囊。将ABA型胶体颗粒中心环状部分接枝含溴引发剂，原位引发ATRP聚合得到PMMA聚合物环状结构及PMMA/PAM Janus环状结构，并对其形貌结构进行了表征。初步尝试了Janus环状结构的功能化复合，原位还原Au纳米颗粒，后续对复合环状结构的表征为研究重点。本项目提供了一种Janus环状结构制备的普适性方法，有望为构筑Janus环状功能复合结构奠定基础。