康斯坦茨大学 通过在分子和粒子水平上控制聚合来获得均匀尺寸和形状的粒子的概念
荣誉:斯特凡·梅克金和曼努埃尔·施耐特 康斯坦茨大学的一组研究人员展示了一种新的水性聚合方法，用于生成具有单链和均匀形状的聚合物纳米粒子，与以前的方法相比，该方法涉及高粒子浓度
一篇题为“通过活性水催化聚合获得均匀形状的单分散单链纳米晶体”的相应论文将在《自然通讯》上发表
为了构建纳米材料，需要具有均匀形状和尺寸的纳米粒子
虽然适合组装的无机金属或金属氧化物纳米粒子可以以各种形状产生，但是直到现在制造除了球形以外的形状的聚合物纳米粒子是非常困难的
康斯坦茨大学化学材料科学教授斯特凡·梅克金说:“在以前的方法中，单链粒子是通过聚合后的坍塌或由单独合成的链的溶液组装而成的
我们所做的是演示聚乙烯单链均匀形状单分散纳米晶的直接聚合，这是最大和最重要的合成聚合物材料
" 与该方法相关的一个主要挑战是实现能够持续数小时并达到非常高分子量的活性链和颗粒生长，理想地产生超高分子量聚乙烯的单链纳米晶体
为此，研究人员开发了先进的催化剂
“然后，我们进行了一系列压力反应器测试，以确定在更长时间内保持催化活性的理想条件，并获得对链和粒子生长过程的见解，”麦克金解释说
除了新型催化剂之外，控制反应混合物的胶体状态是获得所需水性颗粒分散体的另一个关键因素
" UHMWPE纳米晶体的透射电镜图像
在不同的反应时间后，由水聚合得到的纳米晶体显示出尺寸和形状的变化(条目1 (a)、3 (b)、5 (c)和7 (d)，表2)；通过干燥具有不同尺寸的均匀颗粒分散体形成的短程有序的层状结构(条目2 (e)和7 (f)，表2)，颗粒边界用红色标记
与许多后聚合过程相反，斯特凡·梅金和他的团队开发的水聚合过程产生高颗粒数密度，这与用于涂料、油漆和其他应用的商业聚合物分散体相当
利用透射电子显微镜，研究人员能够证实这样产生的粒子由单链组成，显示出均匀的形状和尺寸分布，并且不聚集
“虽然我们的组件可能不完全匹配广泛优化的无机纳米粒子组件，但它们似乎非常有前途，”麦克金总结道
“随着时间的推移，我们对使用水催化聚合来制造各向异性聚合物纳米晶体的见解可能使我们能够制造基于纳米粒子组装的聚合物材料
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