東京工業(yè)大學久保祥一（Shoichi Kubo）、宍戶淳（Atsushi Shishido）團隊（合作單位：東京工業(yè)大學創(chuàng)新研究院、材料化學技術(shù)學院等）在《Molecules》（2023 年第 28 卷第 7849 期)發(fā)表研究，聚焦含氰基封端苯甲酸苯酯基團的側(cè)鏈液晶嵌段共聚物合成與表征，為微制造模板、導電膜等功能納米材料的取向調(diào)控提供實驗依據(jù)。

摘要（Abstract）

嵌段共聚物因可通過微相分離自發(fā)形成周期性納米結(jié)構(gòu)，在多個領域具有潛在應用，但微相分離結(jié)構(gòu)的隨機取向限制其功能化。本研究通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP），合成出分子量分布窄、含氰基封端苯甲酸苯酯基團的液晶二嵌段共聚物（PEO-b-PM6BACP）。小角 X 射線散射（SAXS）測試表明，該共聚物呈現(xiàn)近晶相液晶行為，且通過微相分離形成晶格周期約 18 nm 的圓柱結(jié)構(gòu)；偏光光學顯微鏡（POM）與偏振紫外 - 可見吸收光譜證實，液晶基元沿取向處理方向呈單軸取向，為有序納米結(jié)構(gòu)制備奠定基礎。

1. EHC MRG-100材料摩擦配向試驗機 —— 取向?qū)又苽湓O備

取向?qū)庸袒?，使?EHC MRG-100材料摩擦配向試驗機對薄膜進行機械摩擦處理；隨后將聚合物溶液旋涂于取向?qū)颖砻?，?jīng)退火后，液晶基元沿摩擦方向?qū)崿F(xiàn)單軸取向。

研究價值：該儀器保障了液晶基元的有序排列，是實現(xiàn)微相分離結(jié)構(gòu)長程規(guī)整性的關鍵，可推廣至功能薄膜的規(guī)?；苽?。

 （EHC MRG-100材料摩擦配向試驗機）

2. Olympus（BX50）偏光光學顯微鏡 —— 液晶性能表征設備

采用 Olympus（BX50）偏光光學顯微鏡（配備 Mettler-Tredo HS82 熱臺）觀察聚合物液晶相：112℃以下可見清晰光學織構(gòu)，112℃以上呈暗場，證實近晶相 - 各向同性相轉(zhuǎn)變。

結(jié)論：

在本研究中，我們通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP），合成出含氰基封端苯甲酸苯酯基團的單分散液晶二嵌段共聚物（PEO-b-PM6BACP）。液晶性能評估表明，PEO-b-PM6BACP 呈現(xiàn) 近晶相液晶行為；其中，分子量分布窄的 PEO-b-PM6BACP 通過微相分離，形成了 晶格周期為 18 nm 的六方圓柱結(jié)構(gòu)。

我們制備聚合物薄膜并分析其分子取向，發(fā)現(xiàn)：PM6BACP 均聚物與 PEO-b-PM6BACP 嵌段共聚物中的液晶基元，均沿摩擦方向呈現(xiàn)單軸取向。

小角 X 射線散射（SAXS）分析揭示的清晰微相分離，結(jié)合偏光光學顯微鏡（POM）與偏振紫外 - 可見光譜證實的分子取向行為，共同表明：含氰基封端苯甲酸苯酯基團的液晶嵌段共聚物，具備構(gòu)建高度有序納米結(jié)構(gòu)的潛力。