分子动力学模拟研究两亲聚合物与疏水纳米粒子自组装核-壳结构

基于Martini力场采用粗粒化分子动力学模拟研究了Pluronic嵌段共聚合物在疏水纳米表面自组装膜结构,考察了Pluronic嵌段共聚合物结构对自组装单分子膜结构的影响。模拟结果发现Pluronic聚合物在疏水纳米表面自组装形成了以纳米材料为核,聚合物为壳的特殊核-壳结构。聚合物的浓度和结构都会影响该壳层结构,在浓度较低时,聚合物EO嵌段卷曲地附着在疏水纳米颗粒表面,类似形成层状的壳层结构;随着浓度的提高,EO嵌段伸向溶剂相,形成星形自组装膜结构。增加Pluronic共聚物相对分子质量,吸附在纳米材料的聚合物壳层厚度也逐渐增加。随着聚合物PO摩尔的增加,吸附在纳米材料表面的PO嵌段由“S”形或“W”形吸附逐渐变成“U”形吸附。这可能因为随着聚合物浓度的提高,有限的纳米颗粒表面不足以提供足够多的吸附位点导致聚合物吸附构型转变。     

双亲纳米颗粒在选择性溶剂中的自组装行为：耗散粒子动力学模拟

接枝聚合物纳米颗粒在构筑多级功能性纳米材料方面具有很大潜力,但其在选择性溶剂中自组装相图却鲜见报道。利用耗散粒子动力学模拟研究了溶剂选择性、接枝聚合物链长度以及亲水、疏水聚合物链比例等因素对双亲纳米颗粒自组装行为的影响,并绘制了自组装形态相图。结果显示,随着浓度的增大,双亲纳米颗粒逐渐自组装成球状、棒状、二维膜、纳米膜孔等丰富纳米结构。不仅如此,溶剂与亲水、疏水聚合物相容性差异较小时（a_S-HL=40k_BT/R_c,a_S-HB=50k_BT/R_c）,双亲纳米颗粒自组装形成层状纳米结构,在较高浓度时,形成规则的多孔网络结构。研究发现,双亲纳米颗粒浓度和接枝聚合物的链长以及亲水、疏水聚合物链比例是调控双亲纳米颗粒自组装形态的关键因素。鉴于双亲纳米颗粒丰富的自组装行为,它在气体分离、检测、载药、催化剂载体等领域有着很大的潜在应用价值。     

双亲纳米颗粒在选择性溶剂中的自组装行为:耗散粒子动力学模拟

接枝聚合物纳米颗粒在构筑多级功能性纳米材料方面具有很大潜力,但其在选择性溶剂中自组装相图却鲜见报道。利用耗散粒子动力学模拟研究了溶剂选择性、接枝聚合物链长度以及亲水、疏水聚合物链比例等因素对双亲纳米颗粒自组装行为的影响,并绘制了自组装形态相图。结果显示,随着浓度的增大,双亲纳米颗粒逐渐自组装成球状、棒状、二维膜、纳米膜孔等丰富纳米结构。不仅如此,溶剂与亲水、疏水聚合物相容性差异较小时(a _(S-HL)=40k _BT/R_c,a _(S-HB)=50k _BT/R_c),双亲纳米颗粒自组装形成层状纳米结构,在较高浓度时,形成规则的多孔网络结构。研究发现,双亲纳米颗粒浓度和接枝聚合物的链长以及亲水、疏水聚合物链比例是调控双亲纳米颗粒自组装形态的关键因素。鉴于双亲纳米颗粒丰富的自组装行为,它在气体分离、检测、载药、催化剂载体等领域有着很大的潜在应用价值。     

环氧丙烷—环氧乙烷嵌段共聚物的研究

前言环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)的聚合物在化学工业中占有相当重要的地位。低分子量的环氧丙烷均聚物和环氧乙烷同环氧丙烷的共聚物可以用作液压流体、润滑剂、表面活性剂和化工中间体。本文介绍了PO—EO嵌段共聚物的合成方法以及用作表面活性剂时的特殊性质。利用FTS—15/90付立叶变换红外光谱仪研究了嵌段共聚物的结构,并给出了几个具体合成实例。借此与同行们探讨合成PO—EO嵌段共聚物的有效方法。     

嵌段共聚物的合成及其组装行为

嵌段共聚物在选择性溶剂中可逆缔合形成以不溶性链段为核 ,溶解性链段为壳的胶束。广泛用作表面活性剂、增溶剂、药物载体和纳米材料等。综述了嵌段共聚物的合成方法 ,着重分析了浓度、温度、嵌段长度、溶剂、添加物及电荷等因素对嵌段共聚物在选择性溶剂中组装行为的影响及其形成机理。展望了嵌段共聚物组装行为的应用前景     

不同拓扑结构嵌段聚合物胶束载药性能的DPD模拟

通过使用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法,对不同拓扑结构聚合物自组装胶束包载阿霉素(DOX)的载药性能进行了研究。模拟了五种相同嵌段种类不同拓扑结构的聚合物(PCL_(22)-PDEA_(25)-b-PPEGMA_5)n(n=1,3,4,5,6)自组装载药胶束体系,模拟过程中,不同拓扑结构聚合物都自组装为PCL(核)-PDEA(pH响应)-PEGMA(壳)三层结构的胶束。结果表明,随着聚合物臂数目的增加,具有偶数臂结构的聚合物胶束载药量显著减少,而具有奇数臂结构的聚合物胶束载药量无明显变化;且适当增加六均臂星形聚合物胶束的亲水嵌段比例能够明显提高胶束的稳定性和药物的包载量。     

新方法让纳米材料组装合成“指哪长哪”

<正>可以按照自己的意愿,在纳米结构上的指定位置进行其他金属元素的再生长和功能化,还能根据需要分成多个步骤进行纳米合成……记者从南京工业大学获悉,该校陈虹宇教授团队设计开发的纳米材料全新合成方法,为纳米科技领域提供了一种前所未有的合成能力,相关研究成果日前发表在《自然·通讯》上。据论文共同第一作者、南京工业大学在读研究生何博文介绍,这是一种基于两亲性嵌段聚合物的全新合成方法。他们首先合成一个金纳米棒——聚合物的核—壳结构。这种核—壳纳米颗粒经     

温敏性聚合物胶束应用于药物控制释放体系的研究进展

当环境温度发生变化时,温敏性双亲嵌段聚合物对这一刺激产生响应,自组装为具有疏水性核/亲水性壳结构的胶束,可作为载体负载活性物质或疏水性药物,具有提高药物利用率、靶向作用、降低毒副作用等特点,可应用于药物控制释放等生物医药领域,具有显著的研究价值和应用前景。介绍了不同类型温敏性聚合物胶束在药物控制释放体系的研究进展。     

南工大发明纳米材料新合成法

正日前,南京工业大学教授陈虹宇设计开发的纳米材料全新合成方法——不仅可以按照人为意愿在纳米结构上的指定位置进行其他金属元素的再生长和功能化,还能根据需要分成多个步骤进行纳米合成,相关研究成果发表在《自然—通讯》上。这是一种基于两亲性嵌段聚合物的全新合成方法。经过实验处理的核—壳纳米颗粒可促使聚合物产生收缩、脱落     

棒状线圈三嵌段共聚物的液晶超分子结构研究进展

如何获得能形成纳米尺寸的新型超分子材料以及研究这些结构对材料性质的影响成为当今分子设计的热点。由刚性芳香核(棒状Rod:B)及柔性链(线圈状Coil:A或C)组成的棒状线圈三嵌段共聚物能在纳米尺度上自组装出丰富多彩的纳米液晶超分子结构。介绍了不对称ABC(Coil-Rod-Coil)、对称ABA(Coil-Rod-Coil)及BAB(Rod-Coil-Rod)棒状线圈三嵌段共聚物的液晶超分子行为,讨论了疏水性作用力、各嵌段体积大小、分子形状、分子长度等结构因素的改变对这类三嵌段共聚物液晶分子自组装结构的影响,介绍了棒状线圈三嵌段共聚物组装形成的一序列一维层列相、二维柱相及三维的立方、四方相等多种连续的及不连续的复杂纳米液晶超分子结构。     

谷胱甘肽响应型两亲性聚合物的合成及抗癌药物控释研究

通过RAFT聚合法制备含有二硫键的谷胱甘肽(GSH)响应型两亲性嵌段共聚物P(RhB-SS-MA)-PEG-PPBA,其在水性介质中自组装形成"核-壳"结构的纳米胶束,抗癌药物阿霉素(DOX)包裹在胶束的疏水性核中形成DOX@P(Rh B-SSMA)-PEG-PPBA纳米药物载体。利用~1HNMR、TEM、芘荧光探针、UV-Vis等对聚合物及纳米胶束的结构、形貌、GSH刺激响应性等进行表征和分析,并对载药胶束的细胞内药物递送性能进行研究。结果表明,聚合物胶束外观形貌呈球形,平均粒径约50 nm,临界胶束浓度较低;载药胶束能有效地将DOX递送至B16F10鼠源黑色素瘤细胞的细胞核,且对模拟的肿瘤组织高水平GSH具有较高敏感性,在p H 7.4、10 mmol/L GSH环境下,24 h内DOX的累积释放率达到73.6%。     

三维孔道硅基介孔材料对Cd2+的吸附特性

采用三嵌段聚合物F127(EO106PO70EO106)为结构导向剂,正硅酸乙酯为硅源,使用无机盐(K2SO4)以增加有机物种的自组装能力,在稀酸(0.5mol/L)条件下合成了三维孔道硅基介孔材料。研究表明:介孔材料具有良好的晶体结构,属三维立方孔空穴Im3m结构;介孔排列有序,孔径分布均匀,平均孔径为3.3nm,孔容为0.51cm3/g,比表面积为611.2 m2/g。探讨了介孔材料用量、吸附液pH值、温度和初始浓度等因素对Cd2+吸附性能的影响,结果表明,介孔材料吸附Cd2+的适宜工艺条件为介孔材料用量4 g/L、吸附液pH=7、吸附温度40℃。用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合了三维孔道硅基介孔材料对Cd2+的吸附过程,表明吸附过程为单层吸附,40℃时最大理论吸附量为9.253mg/g。     

核壳结构Ag@SiO_2组装体的表面增强荧光效应

利用还原法制备Ag纳米粒子,利用Stber法成功制备了不同壳层厚度的核壳结构Ag@SiO_2纳米粒子。并利用重力沉积方法在玻璃基片上构筑了纳米粒子二维自组装膜结构,探讨了该自组装体对荧光物质的等离子体共振增强荧光性能。结果表明:通过简单的包覆方法,可控制得到不同壳层厚度的Ag@SiO_2纳米粒子;Ag@SiO_2纳米粒子的二维组装薄膜对荧光物质增强作用具有显著的距离依赖性,当壳层厚度为(5±1)nm时,纳米粒子薄膜对罗丹明B荧光增强作用达到最大,增强倍数约为5倍;当壳层厚度大于22 nm时,纳米粒子薄膜对罗丹明B几乎没有荧光增强效应。以Cy5~羊抗兔蛋白为荧光物质,进一步证实了该核壳结构Ag@SiO_2组装体的有效增强荧光性能。     

新型自组装胶束的制备及其药物释放性能的研究

设计并合成了由亲水链段与疏水链段所组成的新型两亲星形嵌段共聚物.在水溶液中,该星形共聚物能够自组装形成具有核壳结构的纳米胶束粒子.当环境的pH分别为5、7.4、9时,共聚物胶束相应的低临界溶液温度(IESF)分别为32.0、36.6、39.5℃.由于亲水链段具有的温度和pH双响应特性,载药的自组装共聚物胶束也显示出了温度和pH双重响应的药物释放行为.     

由聚氧乙烯和聚4'''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺构筑的OAO形三元嵌段共聚物在N、N-二甲基甲酰胺中的自组装结构模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法,研究了由拉胀聚合物聚4''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺(A)与聚氧乙烯(PEO)组成的OAO形三元嵌段共聚物在溶剂N、N-二甲基甲酰胺(DMF)中的自组装行为,探究了共聚物浓度和链段A的长度对三元嵌段共聚物自组装结构的影响。结果表明,由聚4''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺(A)与聚氧乙烯(PEO)构筑的线型嵌段共聚物在溶剂N、N-二甲基甲酰胺(DMF)中的自组装将形成形态各异的球状、柱状、毛刷型以及"球刺"状胶束等结构;随着共聚物浓度的增加,球状胶束结构消失,逐渐演变为柱状以及毛刷型结构;随着链段A长度的增加,共聚物形成的球状胶束结构慢慢转变为"球刺"状胶束。     

核壳纳米材料的研究进展

综述了核壳纳米结构材料的制备方法,主要包括溶胶凝胶法、原位聚合包覆法、异相凝集法、声化学法、乳液聚合法和层层自组装法等,介绍了核壳纳米结构材料的性能特点,并展望了核壳纳米材料的应用前景。     

玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子的制备及表征

通过添加聚合物表面活性剂,采用原位复合法制备了具有面心立方结构壳层的草莓状银包玻璃微珠核壳纳米复合粒子.用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等表征了复合粒子的形貌和结构.结果表明:随着溶液pH值的升高,反应速率加快,银的析出量增大,壳层银纳米粒子的特征峰也越强.十二烷基硫酸钠的加入使得表面呈蓬松态,而聚乙烯吡咯烷酮则使表面均匀致密,羧甲基纤维素钠使壳层颗粒生长呈不对称分布.随着银氨溶液浓度的增加,经液相还原的银纳米粒子相应增多,复合粒子壳层厚度也逐渐从30nm增大到52nm左右.     

铕(Ⅲ)诱导嵌段聚合物配位自组装及性能表征

利用制备的RAFT试剂合成了两亲性嵌段聚合物PS-b-PAA,以其为高分子配体,并以邻菲罗啉(Phen)为第二配体与铕(Ⅲ)离子配位诱导自组装,在N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中得到了聚合物纳米胶束,该纳米胶束能够形成核壳结构,通过透射电镜、荧光光谱对该稀土配合物纳米胶束的形态结构及荧光性能进行了表征。该形貌尺寸可控的纳米胶束具有优良的荧光性能,在太阳能电池等发光材料中有着广泛的应用。     

纳米PVC树脂有机/无机相结构组装特征及其形成机理研究

用TEM和AFM研究了纳米CaCO3与VCM的原位聚合，发现无机纳米相与PVC有机相结构的组装具有三大典型特征；核壳型，崩解型及微胶囊型，分析了核壳型结构是聚合反应之前纳米颗粒作为无机分散剂吸附在VCM液滴表面形成的：崩解型是VCM单体进入纳米颗粒孔道，发生聚合反应后热量积聚造成的；而微胶囊结构则是纳米颗粒表面在冷分散阶段浓集了引发剂，升温聚合时，纳米颗粒作为提供游离基的刚性骨架，产生了诸多毛杆高分子后形成的结果。     

两亲性嵌段共聚物的合成及其自组装行为

采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法合成了两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA。用1H NMR和GPC等手段对活性聚合进行了确认,对嵌段共聚物的结构进行了表征。两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BM IM][PF6]）中形成胶束溶液。用透射电子显微镜（TEM）观察聚合物在离子液体中形成胶束的纳米结构。当疏水链长固定时,胶束的自组装形状主要依赖于亲水链的长度。两亲性共聚物在离子液体中可自组装成可控制结构的纳米胶束,这种纳米胶束可应用在很多领域。