响应性柔性聚合物Janus纳米片制备及性质研究

Responsive flexible polymeric Janus nanosheets are going to be synthesized and characterized in this project. Responsive biodegradable amphiphilic block copolymers are going to be synthesized by click chemistry and their structures are going to be determined. The polymeric Janus nanosheets are going to be prepared from the polymeric Janus thin film, which is constructed on the template of solid particle with polar groups on its surface by template inducing/phase separation. The effects of the molecular weight, structure etc of the block copolymers on the component, microstructure and flexibility of the Janus nanosheets are going to be investigated; The aggregation and responsibility of the polymeric Janus nanosheets are going to be studied at different temperature, pH etc; The relationships between the aggregation and the component, microstructure, the degree of cross-linking etc of the nanosheets are going to be explored. This project is going to develop a universal method for preparing polymeric Janus nanosheets in a controlled way and lay a foundation for the large-scale applications of polymeric Janus nanosheets.

本项目制备响应性柔性聚合物Janus纳米片，并研究其聚集及响应行为。采用点击化学方法，合成具有响应性的生物降解双亲性嵌段共聚物，对其结构进行表征；以表面带有极性基团的固体颗粒为模板，利用模板诱导/相分离方法在颗粒模板表面构筑聚合物Janus纳米薄膜，进而制备聚合物Janus纳米片，并对其进行表征；考察嵌段共聚物的分子量、组成等因素对Janus纳米片组成、微结构、柔性等的影响，研究聚合物Janus纳米片在不同温度、pH等条件下的聚集和响应行为，探索纳米片的聚集行为与纳米片化学组成、微结构、交联度等因素的关系。通过本项目，发展可控制备聚合物Janus纳米片的普适性方法，为聚合物Janus纳米片的大规模应用奠定基础。

表面具有双重性质的Janus微观颗粒能够将不同的功能物质引入到材料表面的不同化学分区，为材料的功能化提供新思路。更重要的是，材料表面的化学分区和功能分区将产生新性质，对促进新材料发展起重要作用。与刚性的无机Janus纳米结构相比，聚合物Janus纳米结构具有更加丰富的聚集行为，有更好的韧性，并且更容易功能化，若赋予其一定的功能特性，比如温度响应性、pH敏感性、磁响应性等将会产生新的性质和功能，拓展Janus纳米结构的应用领域。另外，各向异性的聚合物Janus片状材料，不仅化学组成是非中心对称的，其形貌也是非中心对称的，具有更加丰富的相行为。本项目采用模板法和开环聚合、ATRP等方法相结合，制备了一系列新型具有pH、温度和光响应性的聚合物Janus微球，进而制备了聚合物基Janus纳米片，对其组成、颗粒大小和性能等进行了调控，拓展了Janus纳米结构的类型；研究不同组成和微结构的聚合物Janus微球和Janus纳米片在不同温度、pH值条件下的聚集及响应行为，实现聚合物Janus纳米结构在不同环境中聚集结构的控制；基于所制备的聚合物Janus微球和聚合物Janus纳米片的结构特点，探讨其在药物可控释放领域和作为乳化剂用于稳定油/水乳液的性质等方面的研究。. 本项目拓展了Janus 纳米结构的类型，首次制备了一系列新型具有pH、温度和光响应性的聚合物Janus微球和聚合物Janus纳米片，充分发挥聚合物本身的柔性、pH敏感性、温度敏感性和光敏感性等性质，赋予聚合物Janus 纳米材料各种不同的响应性，为柔性聚合物Janus纳米材料的研发提供了理论和技术基础。