界面效应和拓扑结构共同调控了基于聚乙烯的嵌段共聚物的三维自组装形态

《Soft Matter》：Interfacial effects and topological architecture synergistically govern three-dimensional self-assembly morphology of polyethylene-based block copolymers

三维纳米结构自组装机制研究 通过优化溶剂蒸气退火参数调控高熔点聚乙烯基嵌段共聚物的三维自组装，发现界面效应主导多层平衡结构形成，而拓扑结构影响链 mobility 和界面相互作用强度。单次退火生成三维层状结构，多周期退火则实现低维聚集向立方晶体形态的协同演化，揭示了界面与拓扑协同作用的控制机理。

　　

虽然嵌段共聚物（BCPs）可以通过溶液中的结晶驱动自组装（CDSA）轻松实现一维/二维结构，但三维纳米结构的组装却受到热力学和动力学限制。为了解决这个问题，我们优化了溶剂蒸汽退火（SVA）过程中的热力学参数和动力学协议，适用于高熔点聚乙烯基BCPs，从而能够研究相分离和结晶过程中的界面和拓扑效应的协同作用。对拓扑结构的系统比较表明，基底诱导的界面能量最小化是形成多层平衡结构的主要驱动力，而链的拓扑结构则决定了链的移动性和界面相互作用强度。原子力显微镜进一步证明，长时间的单步退火会导致由界面效应主导的三维层状结构的形成。相反，多周期退火在拓扑/界面效应的共同作用下，有助于从低维聚集体演变为三维立方晶体，从而建立了控制分层结构的途径。