近日，我校材料与纺织工程学院杜艳秋博士在高分子领域顶级期刊Macromolecules（自然指数期刊，中科院一区TOP，影响因子6.057），发表了题为“Topology-Directed Self-Locking of Colloidal Suprastructures)”的研究论文。该论文第一作者为我校杜艳秋博士，通讯作者为中国科学院长春应用化学研究所姜伟研究员。

如何提高自组装胶体超结构的稳定性是凝聚态和纳米技术领域的关键问题。本论文提出了一种基于聚合物刷拓扑结构“自锁”胶体超结构的新方法。实验和分子动力学模拟结果表明，Loop构象的聚合物刷在纳米颗粒组装过程中能够形成折叠纠缠，这种物理缠结机制可以通过“自锁”模式显著提高胶体超结构的内部结构稳定性。研究发现，制备得到的超结构在苛刻的条件下可以保持其内部结构的完整性，例如多种有机溶剂环境、高温和机械振荡等。此外，这种物理缠结的Loop聚合物分子刷保留了其分子链的柔性，通过改变聚合物刷的构象能够精确调节超结构的粒子间距。基于Loop聚合物刷拓扑结构的自锁机制的多功能性，将进一步把形貌结构丰富的胶体超结构推向实际工业应用。

该研究成果得到了国家自然科学基金（(22073090, 52073276）的大力支持。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c01706

Fig.1 (a) Schematic illustration for the fabrication of the suprastructures based on nanoparticles with linear and looped polymer brushes. (b-c) SAXS patterns of the as-synthesized suprastructures with linear and looped polymer brushes of various molecular weights in salt solutions (black line) and pure waters (blue line).

Fig.2 Molecular dynamics simulations.