表面吸附的对称 diblock 共聚物纳米滴形成多功能和刺激响应纳米结构
软凝聚态物质
2026-05-04 v1
摘要
共聚物常在基片上形成滴droplet。这种纳米结构滴可以排列成规则的微观结构阵列，从而形成可用于微电子、等离子体、传感、光子学、人工材料制造乃至密码学的层次化组织材料。然而，是否存在这些材料能够响应刺激，即在施加外部刺激后在单个滴层面上改变其纳米结构的可能性尚不清楚。在本工作中，我们发现小型（10-100 nm）表面吸附的对称 diblock 共聚物滴可形成多种不同可外部开关的纳米结构。通过进行大规模自洽场理论 (SCFT) 计算，在 various wetting and phase separation conditions下，我们获得了滴droplet 形态的近平衡、综合 4D 图。SCFT 模型增强了一种计算算法，用于在给定系统中确定平衡滴droplet 形态，而无需假设潜在的平衡结构。发现的滴droplet 纳米结构与先前发布的实验数据高度吻合。关键的是，我们证明了即使改变组件之间的相互作用强度，也可以实现不同滴droplet 形态之间的直接和可逆转换，这可以通过添加表面活性剂或控制温度在实验中进行外部调节。我们通过建模表面活性剂的添加，证明了此类刺激响应性并导致滴droplet 纳米结构之间的开关。该工作表明，即使是最简单的对称 diblock 共聚物，也能在受限于小纳米滴的表面上产生多功能和刺激响应的结构。这为生产可外部开关的层次化微纳米结构智能涂层开辟了可能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2605.00293,
title = {Surface-Adsorbed Nanodroplets of Symmetric Diblock Copolymers Form Versatile and Stimuli-Responsive Nanostructures},
author = {Artem Petrov and Guillermo A. Hernández-Mendoza and Alfredo Alexander-Katz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.00293},
year = {2026}
}