基于聚合物纳米片状单晶的多尺度组装

通过生长结晶聚合物及其两嵌段聚合物的单晶，制备尺寸，形状及其分布可控的新型片状胶粒体系。并以此为构筑基元研究其在多种尺度的自组装行为和凝聚态物理性质。对聚合物单晶片状胶粒形成的凝聚态结构的可控调节一方面拟通过对其本身的尺寸和形状的控制在介观或微米的尺度来进行；另一方面拟通过聚合物片状单晶在微观或分子水平的界面组装及其与不同基质的相互作用对其作用势进行调控,实现多尺度的协同组装。对片状单晶界面的调控包括对生长结晶-液晶两嵌段聚合物片状单晶的研究，一方面通过对其系统参数如接枝密度的调节来研究接枝于单晶表面的液晶高分子本身的相行为及其存在的竞争机制，揭示其在低维和受限空间的多级相转变的本质；另一方面，通过对片状胶粒界面性质及其与液晶基质相互作用的调控改变胶粒间的有效作用势能，进而控制胶粒的凝聚态结构和相行为，改变自组装体的物理特性。

在研究嵌段聚合物包括液晶-结晶两嵌段聚合物单晶过程中，我们首次通过阴离子聚合反应成功合成了一系列单分散、分子量可控、结构明确的侧链液晶聚醚高分子。研究了其相态结构以及不同相态下的链构像和链运动。通过阴离子聚合顺序加料的方法，成功引入了与之有着同种液晶相的另一嵌段。研究了这类双液晶嵌段聚合物自组装过程中的尺寸匹配效应对液晶相行为的影响。利用液晶高分子功能化末端基团，开环聚合获得了一系列结晶-液晶两嵌段聚合物，并生长得到了尺寸和形状均一、可控的，表面接枝有液晶高分子的聚合物片状单晶。研究了液晶高分子在单晶表面和不同接枝密度下的液晶相行为，探讨了单晶界面的尺寸匹配效应与液晶相行为的关系。研究了旨在用于调控单晶间作用势的超分子相互作用。以形成的超分子高分子为模型体系研究了其缔合作用和多尺度动态学过程。