動的共有結合を持つ両親媒性ブロック共重合体の形成と自己組織化

Zhao-lei Zhang ,  

Hao Tang ,  

Xian-deng Qiu ,  

Zi-xuan Zhang ,  

Shu-yue Fang ,  

Rong Wang ,  

摘要

散逸粒子動力学(dissipative particle dynamics、DPD)シミュレーション手法を用いて、動的共有結合を持つ両親媒性ブロック共重合体の自己組織化挙動を研究した。結果は、動的共有結合の存在下で、疎水性相互作用とブロック間相互作用を制御することにより、多室型小胞(マルチキャビティベシクル)、小胞、巨大複合ミセル、球状ミセルなどの形態が得られることを示した。疎水性相互作用は自己組織化の主要駆動力であり、ブロック間相互作用は界面の曲率を調節して集積体の形態をさらに制御できる;ブロック間反発作用が強まるにつれて、集積体は巨大複合ミセルから多室型小胞、小胞、ミセルへと順次進化する。動力学的観点では、系の濃度は動的結合の形成速度に対して非単調な影響を示し、低濃度では拡散制御され、結合速度は濃度増加に伴い上昇する;濃度がさらに上昇すると排除体積効果と空間制限が強まり、その後の結合形成を抑制し、結合の最適濃度範囲を示す。さらに、自由鎖モデルと予め連結されたブロックモデルの2種類の初期モデルの組み立て経路を比較し、初期トポロジーの連結性が系の組み立て進化過程に顕著な影響を及ぼすことを発見した;自由鎖系と比較して、予め連結ブロック系では単室小胞の形成領域が著しく拡大した。以上の結果は、動的共有結合により制御される高分子集積体形状設計の理論的根拠を提供する。

关键词

ブロック共重合体;両親媒性;動的共有結合;自己組織化;散逸粒子動力学

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