不对称结构聚合物/无机纳米粒子复合微球的制备

本项目拟通过不对称结构聚合物/无机纳米粒子复合微球的构筑新机制与新方法研究，重点包括聚合物/纳米二氧化硅不对称复合微球、聚合物/纳米二氧化钛不对称复合微球、功能聚合物/纳米二氧化硅或二氧化钛不对称复合微球等的制备路线研究，以及不对称复合微球胶体的组装行为与性能研究，建立不对称结构的聚合物/无机纳米粒子复合微球的构建新方法，丰富和发展有机-无机复合微球的制备路线，揭示聚合物/无机纳米粒子不对称复合微球及其组装体的组成-结构-性能的关联性及其调控规律，探讨其实现应用的可能途径，为实现其实际应用提供从理论到实验的科学依据。3年预期共发表SCI论文15篇以上，其中IF3.0以上论文不少于8篇，至少1篇发表在化学或材料领域顶级学术期刊上论文；申请国家发明专利2项。

通过本项目聚合物-无机纳米粒子不对称微球的构筑新机制及其组装方法展开了较系统研究，提出了基于无皂乳液的聚苯乙烯/SiO2不对称胶体复合微球及其多级结构的大面积简便合成方法；发现苯胺在不同的氧化条件和pH值下，可以自装成“钉子”/“纺锤”型不对称聚苯胺结构，或尺寸均一、分散性良好的纳米线；在研究有机-无机杂化胶体微球的过程中，通过调节体系的pH值发现，发现聚合物模板粒子在反应介质和无机壳层毛细管力协同作用下可以发生类似金属体系中金属原子发生类似于金属体系中原子扩散的Kirkendall效应，直接空心化，成功制备了一系列不同种类、尺寸、结构的聚合物-无机杂化双层空心胶体微球，并探索了这类双层杂化空心微球的应用性能；将无机纳米粒子与活性可控聚合方法相结合，首次在纳米粒子表面设计合成了不对称的Y型三嵌段共聚物。通过调节嵌段共聚物的组成与结构，可以实现非常灵敏和特殊的pH双向响应性能，以及特殊的二级刺激响应性能。揭示了不对称复合微球的构筑新机制，建立了聚合物/无机纳米粒子不对称复合微球的构建新方法；认识了不对称复合微球的组装行为和组成-结构-性能的关联性及其调控规律。3年共发表标注本项目基金号的SCI论文27篇，其中IF3.0以上论文26篇，包括Chem. Soc. Rev.（2篇）、Adv. Mater.（2篇）、Adv. Funct. Mater.（2篇）、Adv. Energy Mater.（1篇）、Chem. Mater.（1篇）、Small（1篇）、Macromolecules（1篇）、Chem Commun.（1篇）、Polym. Chem.（3篇）、J. Mater. Chem.系列（8篇）等。申请国家发明专利3项。圆满完成了本项目规定的考核任务。