使用可萃取离子液体诱导形成圆柱的嵌段共聚物薄膜中的非对称层状结构 开放获取

《Soft Matter》：Inducing Asymmetric Lamellar Morphology in Cylinder-Forming Block Copolymer Films using an Extractable Ionic LiquidOpen Access

　　

嵌段共聚物（BCPs）的形貌由组成嵌段的相对体积分数决定。因此，在平衡状态下，对称链长的 BCPs 呈现层状结构，而不对称链长的则呈现非层状结构，如棒状和球状。将具有固有不对称组成的圆柱状形成型 BCP 转化为等效的不对称层状形貌是一个具有挑战性的命题，但可能具有独特的应用，例如谐波频率选择性波导。在此，我们使用亲 PMMA 的离子液体 IL（EMIM-TFSI），将这种固有的 PMMA 圆柱状形成型 PS-b-PMMA 薄膜系统转化为其等效的不对称层状结构。我们观察到，当从 PMMA 选择性溶剂丙酮中浇铸薄膜时，该系统形成了具有球形 PS 核嵌段和 PMMA/IL 冠状层的纳米胶束。由于优先溶剂效应以及 IL 的高内聚能密度（CED）促进冠状相的连通性，IL 迁移到 PMMA 区域。随后在较高温度下对薄膜进行真空退火（180 °C 下 10 小时）可提取 IL，降低 CED 势垒，并允许纳米胶束逐渐合并成连续的薄 PS 和 PMMA 层，从而产生不对称的 PS-b-PMMA 层状结构，这一点已通过中子反射率得到证实。这些具有不对称组成的 PS-b-PMMA 层状结构在热退火过程中保持其薄膜结构。这一简单策略有望普遍应用于调节许多原生 BCP 系统的替代非平衡形貌，尽管这违背了热力学控制的平衡形貌，使其在许多纳米技术应用中极具吸引力，从膜到光子晶体。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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