局部有序性聚肽杂化分子刷嵌段共聚物的构筑、组装及其应用研究

通过分子设计，联合氨基酸NCA活性可控开环聚合法、原子转移自由基法和点击化学法，逐步将传统聚合物分子刷内部有序性和聚肽独特二级构象结构(如α-helix等)的有序性构筑到同一大分子体系中，形成结构确定和可控的、以AB型聚肽嵌段共聚物为主链的聚肽-聚合物分子刷杂化嵌段共聚物、聚肽-聚肽分子刷嵌段共聚物和聚合物分子刷-聚肽分子刷杂化嵌段共聚物三大系列；在此基础上，利用组装方法，研究聚合物分子刷嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装行为，揭示源自不同结构的局部有序性调控大分子自组装过程的机制，进而通过这些调控机制得到形态及大小可控的超分子组装体；并以其为模板，将具有特殊功能的无机、金属粒子导入其内部结构中，制备出具有特殊结构及功能的无机或金属纳米杂化材料，以拓展聚合物分子刷的应用领域。.本项目从合成、组装及实际应用初步探索三个方面展开，为该类聚合物材料的理论研究和实际应用奠定一定基础。

本项目联合氨基酸NCA 开环聚合法、原子转移自由基聚合法(ATRP)和点击化学(click chemistry)等方法，合成了一系列结构确定和可控的线型高分子和聚肽高分子，线型高分子和聚肽高分子刷，聚肽和聚肽高分子刷组成的嵌段共聚物，逐步将不同有序性（聚肽的α-螺旋刚性有序性和分子刷内部的有序性）构筑到同一大分子体系中，研究了来源于不同的有序性对共聚物结构与性能的影响。详细地表征了聚合物的结构，较为系统地开展了共聚物在选择性溶剂中的自组装行为，通过改变浓度、链长等可获得不同结构的自组装体：球型胶束、囊泡、大囊泡、梭形胶束、棒状胶束和带圆柱孔的圆盘胶束等超分子结构。另一方面，将偶氮苯基团引入到聚肽侧链上，使得构筑的体系具有光致反应性，研究了嵌段共聚物在溶液及薄膜中的光致反应规律，探讨了聚肽α-螺旋刚性有序性对光致反应的影响。通过静态呼吸图方法，制备了具有高度规整圆孔结构的共聚物薄膜，初步研究了共聚物结构、浓度等条件对孔径的影响规律，并通过偏振光照射来调控聚合物薄膜孔的形状，圆孔可变形成菱形和平行四边形等多种孔形貌。. 同时，也开展了线型高分子聚乙二醇(PEG)和聚肽高分子刷嵌段共聚物与α-环糊精通过主客复合形成水凝胶的研究，探讨了凝胶形成的机理，并评价了凝胶的毒性，研究结果表明凝胶具有良好的生物相容性，拓展了该类材料的生物应用范围。另一方面，也初步探讨了聚肽嵌段共物与金纳米粒子负载及性能，拓展了聚肽与无机纳米复合材料的研究范围。. 通过本项目的研究，可为来源不同有序性杂化嵌段共聚物的设计、自组装结构及其性能提供实验和理论依据，拓展大分子自组装领域，对该类材料的基础研究和实际应用奠定基础。. 在本项目的资助下，作为第一或通讯作者在Polym. Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Langmuir、J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.、Soft Matter、J. Phys. Chem. B等刊物上发表了11篇学术论文，请被SCI收录10篇，其中IF>3.0的文章9篇。申请中国发明专利5项，授权2项。本人于2013年7月被聘为华东师范大学教授。培养了9名硕士研究生（7名已毕业）和1名博士研究生（已毕业）。