溶液态双嵌段共聚物在球形限域下自组装形成多面体排列补丁的纳米球
软凝聚态物质
2023-12-20 v2
摘要
采用模拟退火技术研究了形成球状结构的溶液态两亲性双嵌段共聚物在球形纳米孔限域下的自组装。针对两种不同类型的孔表面/共聚物相互作用，获得了一系列自组装补丁纳米球，并构建了相图。观察到了具有 1 到 21 个疏溶剂域的自组装补丁纳米球。当最外层疏溶剂域（补丁）的数量大于 3 时，它们会排列成各种多面体，其中识别出了三种柏拉图立体：正四面体、正八面体和正二十面体，以及七种约翰逊多面体：J12、J13、J17、J50、J51、J86 和 J87。此外，在一个具有两类 B 域的结构中还识别出了另一种约翰逊多面体 J84。这些多面体的所有或大部分面都是三角形，因此它们的形状更接近球形，这可能会缓解链的拉伸。具有 1、4、6、9 和 12 个补丁的纳米球在两种类型情况的相图中都出现在相对较大的窗口中。在两种类型情况之一中，所有具有 1 到 14 个补丁的纳米球都出现在相图中，而在另一种类型情况中，具有 2、3、5、11 和 13 个补丁的纳米球在相图中缺失。此外，在给定的孔径下，对于一种或另一种类型的情况，随着孔表面/共聚物相互作用强度的增加，补丁的数量分别呈现非单调变化或保持不变。我们进行了定量计算，以阐明具有不同补丁数量的纳米球在相图中的窗口大小以及结构细节的机制。
引用
@article{arxiv.2312.06271,
title = {Nanospheres with Patches Arranged in Polyhedrons from Self-Assembly of Solution-State Diblock Copolymers under Spherical Confinement},
author = {Jiaping Wu and Xin Wang and Zheng Wang and Yuhua Yin and Run Jiang and Yao Li and Baohui Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06271},
year = {2023}
}