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液晶和結晶是兩種常見的物質結構，二者有許多不同之處。結晶分子以較高的內聚能形成晶格，可以展現出外延生長的特性。液晶是在某個方向上存在取向或位置有序，這些有序排列的液晶組分同時存在著高度的流動性，并表現出許多獨特的性質，可以說液晶是一種介于晶體狀態和液態狀態之間的中間物質結構。

近十年以來，高分子科學家們成功地以結晶驅動力實現了各類結晶共聚物的可控自組裝，并得到了形貌豐富、結構復雜、多維度的納米結構，這些組裝方法被稱為結晶驅動自組裝（CDSA）。近年來，液晶驅動自組裝（LCDSA）也開始出現并得到關注，然而由于液晶和結晶的本質性區別，對于液晶體系而言，其驅動機制及調控策略尚不清楚。

最近，華東理工大學材料學院林嘉平教授團隊在液晶驅動自組裝實現膠束可控生長與終止的研究方面取得了新進展。通過PBLG-b-PNIPAM（聚(γ-芐基-L-谷氨酸酯)-b-聚(N-異丙基丙烯酰胺)）的自組裝實驗以及分子動力學模擬，發現液晶流動性、液晶鏈段間的相互作用強度是實現液晶結構可控生長與終止的關鍵。

該研究工作中，由內核具有類似膽甾型液晶排列的柱狀膠束作為種子，加入嵌段共聚物后，共聚物形成新的聚集體，與種子融合后使種子膠束發生外延生長。在此生長過程中，聚集體中的剛性鏈段發生重排，使活性末端保持與種子內核一致的膽甾型液晶排列，因此，液晶的流動性是導致這種生長行為的關鍵。另外，當剛性液晶鏈段之間的相互作用較強，聚集體與種子融合后，活性末端具有近晶型液晶排列特點，此時鏈段較難發生重排、并調整回膽甾型液晶排列，因此，較弱的重排能力最終終止了這種生長行為。研究工作報道了液晶驅動自組裝實現膠束可控生長與終止的調控方法，揭示了液晶流動性這一關鍵的驅動機制，并首次報道了膠束可控生長的終止行為，這為共聚物的可控自組裝以及納米結構的精確構筑提供了深入理解和理論參考。

圖1 液晶驅動自組裝的可控生長與終止

該工作由華東理工大學青年教師高梁、博士郜洪兵在林嘉平教授、王立權副教授，以及加拿大滑鐵盧大學王曉松教授的指導下完成，相關工作以Growth and Termination of Cylindrical Micelles via Liquid-Crystallization-Driven Self-Assembly為題發表在Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.0c01820)。該工作也得到了上海同步輻射光源楊春明研究員的大力支持。

  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.0c01820