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科研成果
由氢键导致的含羧基聚氨酯的超分子自组装和分子力学模拟
发布时间: 2010-04-16

本课题为河南省自然科学基金课题,属应用基础研究。首先合成了以二羟甲基丁酸 DMBA)为扩链剂的新型含羧基多嵌段聚氨酯(PU)系列共聚物,在全面进行结构表征的基础上,于特定条件下成功地通过分子间氢键相互作用实现了由这种含羧基多嵌段PU共聚物与聚4-乙烯基吡啶(P4VP)的纳米粒子自组装,这是含羧基PU首次通过非共价键实现自组装。研究工作进一步采用振动光谱、静态和动态激光光散射并结合原子力显微镜(AFM)等多种实验手段,对这种由氢键导致的含羧基PUP4VP形成的超分子自组装纳米粒子进行了全面表征,并研究了自组装的各种影响因素。

该课题的研究一方面为多嵌段聚合物共混体系的自组装和纳米相结构材料的设计与控制提供了方法,因而无论对丰富和发展自组装理论、进一步研究超分子自组装机理,还是开发新型PU材料都具有重要价值;同时另一方面该研究首次采用分子力学模拟研究PU以及PU自组装体系中的复杂氢键,建立了用分子力学模拟研究PU氢键的方法,并通过与量子力学对比,证明是研究复杂氢键构型和能量的有效方法。因此,鉴于分子力学模拟的种种优点和该课题的研究成果,使得用分子力学模拟进一步研究其他聚合物的氢键成为可能。此外,通过与氢键有关谱带的合理归属,还为今后复杂氢键的定性提供了数据库。