Emergence of layered nanoscale mesh networks through intrinsic molecular confinement self-assembly
Emergence of layered nanoscale mesh networks through intrinsic molecular confinement self-assembly
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通过内在分子限制自组装形成分层纳米级网状网络
DOI：
10.1038/s41565-022-01293-z
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发表时间：
2023
影响因子：
38.3
通讯作者：
Ross, Caroline A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun, Zehao;Liu, Runze;Su, Tingyu;Huang, Hejin;Kawamoto, Ken;Liang, Ruiqi;Liu, Bin;Zhong, Mingjiang;Alexander-Katz, Alfredo;Ross, Caroline A.
嵌段共聚物自组装是二维纳米制造的有力工具；然而，这种自组装概念扩展到复杂的三维网络结构是有限的。在这里，我们报告了一种通过内在分子限制自组装实验生成三维分层网格形态的简单方法。我们设计了具有两个 Janus 域的三嵌段洗瓶刷聚合物：一个垂直于聚合物主链，一个平行于聚合物主链。前者强化了层状上层结构，从本质上限制了后者的层内自组装，从而产生具有优异长程有序性的网状单斜（54°）M15网络子结构，以及四方（90°）T131网状结构。数值模拟表明，施加在聚合物主链上的空间限制驱动了 M15 的组装，并在强偏析状态下产生 T131。这项工作表明，内在分子限制是软物质新几何相自下而上组装的可行途径，扩展了嵌段共聚物纳米制造的能力。
Block copolymer self-assembly is a powerful tool for two-dimensional nanofabrication; however, the extension of this self-assembly concept to complex three-dimensional network structures is limited. Here we report a simple method to experimentally generate three-dimensional layered mesh morphologies through intrinsic molecular confinement self-assembly. We designed triblock bottlebrush polymers with two Janus domains: one perpendicular and one parallel to the polymer backbone. The former enforces a lamellar superstructure that intrinsically confines the intralayer self-assembly of the latter, giving rise to a mesh-like monoclinic (54°) M15network substructure with excellent long-range order, as well as a tetragonal (90°) T131mesh. Numerical simulations show that the spatial constraints exerted on the polymer backbone drive the assembly of M15and yield T131in the strong segregation regime. This work demonstrates that intrinsic molecular confinement is a viable path to bottom-up assembly of new geometrical phases of soft matter, extending the capabilities of block copolymer nanofabrication.
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通讯作者：
C. Nam
影响因子：
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作者：
Liang，Ruiqi;Xue，Yazhen;Zhong，Mingjiang
通讯作者：
Zhong，Mingjiang
DOI：
10.1209/0295-5075/19/3/001
发表时间：
1992-06-01
期刊：
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--
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KOELMAN, JMVA
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通讯作者：
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F. Bates