多功能集成的聚合物囊泡的构建

Controlled construction of polymer capsules with integrated multifunction has drawn increasing attentions due to their potential applications in numerous areas, but represents a big challenge. In this project, a new strategy for efficiently fabricating multifunctional polymer capsules is proposed and will be systematically investigated based on the synergetic combination of confined self-assembly, in-situ polymerization, controlled chemical etching, ionic liquid chemistry and click chemistry. The implementation of this project will allow for the establishment of a new method for forming uniform polymer capsules with simultaneous control over (i) membrane composition and asymmetry, (ii) function incorporation, and (iii) internal contents. Additionally, through this study we will gain deep insights into the self-assembly behavior of small molecules and their chemical conversion in a confined space, which will be useful for construction of other functional supramolecular systems and materials.

高效可控地构建多功能集成聚合物囊泡具有十分重要的意义，是一项极具挑战性的研究课题。基于已取得的成果，本项目拟对受限分子自组装方式构建多功能聚合物囊泡进行系统研究。通过设计合成新型两亲性分子，结合混合两亲性分子的组装、核-壳结构制备、可控刻蚀，以及离子液体和点击化学的综合应用，对所形成囊泡的组成、结构及功能进行引入与调控，进而实现多功能集成聚合物囊泡的可控构筑。同时，通过两亲性分子的合理设计，将制备具有刚性，柔性以及生物相容性聚合物骨架结构，以探索制备出具有不同机械力学性质或生物相容性的多功能性聚合物囊泡。本项目的设立和开展，一方面将探索出一条有效可控构筑具有多组元、多层次结构与多功能集成的单分散聚合物囊泡的新方法和途径；另一方面，也将对受限空间中混合分子的组装行为和化学转换规律，以及多种化学方法的协同使用获得深的理解和认识，为其他多功能超分子化学体系和化学材料的构建及制备提供有价值的信息。

高效可控地构建多功能集成聚合物囊泡具有十分重要的意义，是一项极具挑战性的研究课题，本项目对受限分子自组装方式构建多功能聚合物囊泡进行了系统的研究。通过设计合成新型两亲性分子，结合两亲性分子的组装、核壳结构制备、可控刻蚀、微流控技术，以及离子液体化学和点击化学的综合应用，对所形成囊泡的组成、结构及功能进行调控，进而实现多功能集成聚合物囊泡的可控构筑。在过去四年（2015-2018）的研究工作中，课题按计划顺利开展，完成了计划的任务并达到了制定的目标。在（1）基于新型两亲性小分子构建多功能集成的聚合物囊泡、（2）基于新型嵌段共聚物构建介孔聚合物囊泡、以及（3）构建具有光子晶体结构的聚合物囊泡等三个方面取得了一系列重要的进展和创新性成果。基于已开展的工作在Angew. Chem. Int. Ed.（1篇），Chem. Sci.（2篇），Nanoscale （4篇）和 ACS Appl. Mater. Interfaces（6篇）等本领域重要刊物上共发表论文十余篇。本项目的开展，一方面探索出一条有效可控构筑具有多组元、多层次结构与多功能集成的单分散聚合物囊泡的新方法和途径；另一方面，也对受限空间中分子的组装行为和化学转换规律，以及多种化学方法的协同使用获得深的理解和认识，为其他多功能超分子化学体系和化学材料的构建及制备提供有价值的信息。