上海交通大学邱惠斌教授等《Chem.Sci.》综述：活性结晶驱动自组装的潜在应用|chem.sci.|活性|聚合物|自组装|邱惠斌

活性结晶驱动自组装是制备低分散性棒状或片状纳米结构的重要方法，相比于小分子单体的活性聚合，该方法能够在更大的尺度上（约20 nm ～ 10 μm）精准控制最终产物的尺寸、形态、化学组成等，并构建出具有不同功能区块的嵌段纳米结构。与常规的球形胶束相比，该方法所制备得到的棒状和片状胶束在精准化、功能化等方面表现出明显的优势。

近日，上海交通大学邱惠斌教授和加拿大维多利亚大学Ian Manners教授在《Chemical Science》上合作发表了关于活性结晶驱动自组装潜在应用的综述文章。该文章概述了活性结晶驱动自组装的主要特性，重点介绍了该方法所制备得到的胶束结构在纳米医药、胶体稳定剂、催化、纳米电子、信息存储、表面功能化等领域中的应用前景（图1）。

图1. 活性结晶驱动自组装的潜在应用。

结晶-无定形嵌段共聚物在选择性溶剂中倾向于自组装形成以结晶性链段为核、无定形链段为壳的胶束，这些胶束的末端依然保持着活性，能够持续引发后续加入的聚合物外延结晶和生长，且新增部分的大小随聚合物的加入量线性增加，这个过程与小分子单体的活性聚合十分类似，因此被称为“活性结晶驱动自组装”。这类组装最早发现于聚二茂铁硅烷类结晶-无定形嵌段共聚物，相关研究也最为系统和深入，但经过十余年的创新与发展，基于聚乳酸、聚乙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚噻吩、聚芴、聚对苯撑乙烯等结晶性聚合物的嵌段共聚物也展现出日益完善的活性自组装行为，这极大地促进了相关应用研究，例如，通过设计可生物降解的结晶核和水溶性的壳层结构，棒状或片状胶束能够参与到生物进程中，应用于细胞摄取、药物递送和组织工程（图2A）；结晶型胶束还能够作为结构稳定剂，用于封装胶体乳液（图2B）；通过将纳米颗粒或催化剂分子引入到胶束的壳层结构中，能够实现可控催化（图2C）；基于π-共轭聚合物胶束所具备的优异的光电性能，能用于构建发光器件、场效应管、传感器等（图2D）；通过设计具不同荧光的结晶性聚合物并依次组装生长，可制备得到含丰富编码信息的纳米条形码，应用于信息存储（图2E）。最近，邱惠斌教授和Ian Manners教授合作团队将这种活性自组装策略运用到材料表面，开发了一种生长多功能聚合物柱状胶束刷的表面功能化方法，在催化、分离、抗菌等领域展现出独特的应用潜力（图2F）。