【背景介紹】
目前，基於傳統常規的方法（噴塗和旋塗等物理技術以及電化學沉積和熱處理等化學方法），製備出了多種表面功能明確的材料。其實，對於材料表面的功能化，即是在材料表面上構建具有不同性能的納米結構，其在光刻、超疏水材料、細胞粘附等領域具有非常重要的應用。
其中，在材料表面上引入的聚合物刷（聚合物其中一鏈端以共價鍵形式連接到固體基質上），現在已經成為一種功能強大且用途廣泛的表面功能化的方法，並且可在分子水平上精確調控其結構。然而，利用鏈長較長的聚合物對材料進行表面功能化時，基本上是不可能定量設計和控制。
【成果簡介】
基於上述問題和考慮，上海交通大學的邱惠斌教授和加拿大維多利亞大學的Ian Manners教授（共同通訊作者）聯合報導了一種自下而上的策略。利用該策略通過結晶生長方式可將嵌段聚合物接枝到任意材料的表面上，對其進行表面功能化。在該材料表面功能化中，作者使用具有高密度的矽烷醇基的矽晶片作為基底，通過氫鍵相互作用將聚（二茂鐵基二甲基矽烷）-聚（2-乙烯吡啶）（PFS-b-P2VP）錨定在矽晶片的表面上。然後，在已被錨定的PFS-b-P2VP的另一端接上可結晶的嵌段聚合物單體，從而形成圓柱形的聚合物膠束刷。同時，利用結晶核的外延生長，也可接上其他嵌段共聚物，以形成新的聚合物膠束刷，並且新接上聚合物後的另一端仍舊保持活性，可不斷的根據需要接上其他嵌段聚合物。
此外，該圓柱形聚合物膠束也可接枝到納米顆粒、氧化石墨烯（GO）等表面上。製備的膠束刷的密度、長度和形狀等都可以進行精確調控，並且利用納米顆粒進行生長後的修飾可以應用於催化和抗菌表面改性。膠束刷也可以在二維超薄材料（氧化石墨烯納米片）上生長，並進一步組裝成膜，以分離水包油型乳液和金納米顆粒。研究成果以題目為「Tailored multifunctional micellar brushes via crystallization-driven growth from a surface」發表在國際頂級期刊Science上。
【圖文速遞】
圖一、在矽晶片上生長疏水性PFS53-b-PDMS418膠束刷
圖二、在矽晶片上生長親水性PFS-b-P2VP和分段膠束刷
圖三、PFS-b-P2VP膠束刷的功能化與應用
圖四、在氧化石墨烯（GO）薄層上生長PFS-b-P2VP膠束刷
文獻連結：Tailored multifunctional micellar brushes via crystallization-driven growth from a surface. (Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aax9075)