高分子材料对我们的日常生活至关重要。在寻找新的功能材料的过程中，科学家们把重点放在了由刚性芳香框架组成的聚合物上，这些聚合物具有独特的电子/光学性能、耐热性和机械优势。
然而，由于其高刚性和强自聚集性，芳香聚合物不溶于有机溶剂和水，这阻碍了它们的加工和进一步发展。目前的增溶方法主要依赖于费力和昂贵的侧链安装到聚合物主链上，进一步导致不希望的性质变化。
为了解决这个问题，来自日本东京工业大学化学与生命科学实验室的科学家们利用所谓的弯曲芳香两亲体(即表面活性剂)研究了这种难以处理的不溶性芳香聚合物的水溶性。
发表在Angewandte Chemie上的文章，青山真二，Lorenzo Catti和吉泽道证明了他们实验室开发的蒽基两亲体aa -及其五甲基苯衍生物pbs -能够通过环合高效地溶解水中的各种不溶性芳香族聚合物。
AA和PBS是一类新的两亲分子的代表，由一个具有两个亲水侧链的疏水弯曲芳香框架组成。在水中，这些芳香两亲体形成胶束状的纳米胶囊，可以包裹各种疏水分子。
对于水溶性，聚合物和芳香族两亲化合物进行了简单的研磨-超声处理。紫外可见分析清楚地显示了由溶解聚合物产生的新的吸收带。
该方法的高通用性允许几种聚合物的增溶，包括聚(对苯-2,6-苯并异恶唑)(PBO);Zylon)，聚(苯并咪唑苯并菲罗啉)(BBL)和众所周知的不溶性聚(对苯)(PP)。在相同条件下，其水溶性比常规两亲试剂(SDS和DTAC)高50倍以上。
“除了高效的水溶性外，我们惊讶地发现所得PP溶液表现出前所未有的强蓝色荧光(30%的量子产率(FF))。虽然PP在固体状态下只显示微弱的荧光，但使用我们的纳米胶囊策略，荧光可以增加约10倍，”Catti博士说。
通过原子力显微镜(AFM)对溶解后的聚合物进行结构分析。所得数据与分子模型研究相结合，表明聚合物的增溶作用为芳香两亲体包围的小束(厚度约1nm)。
重要的是，通过一种简单的过滤协议，将溶解的聚合物水处理成薄膜。扫描电子显微镜(SEM)显示，所获得的亚微米厚薄膜由紧密纠缠的聚合物纤维组成的紧密网络组成。混合聚合物溶液的过滤进一步提供了获得多组分聚合物薄膜(例如PBO-BBL)的途径。回收的两亲物完全可重复使用，进一步促进了方法的可持续性。
该团队总结道:“虽然这项研究的重点放在1D聚合物上，但我们相信，该方法的通用性将使我们能够在未来加工各种2D和3D聚合物。这些聚合物的掺杂和加工有望为开发前所未有的芳香材料做出贡献。”
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希望本篇文章《纳米胶囊化技术在水中不溶性芳香族聚合物分析与处理中的应用》能对你有所帮助！
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