This project involves designing and preparing novel amphiphilic smart polymers, exploring the stimuli-responsive behaviors of the self-assembly of the amphiphilic polymers. The functional polymers possess photo-, temperature- and pH- responsive properties: the hydrophilic-hydrophobic properties of polymer segments can be switched upon UV irradiation, or varying temperature or pH. The self-assembly of the multi-responsive polymer is to be investigated and the polymer nano-micelle is to be prepared. The chemical structures of the polymer, the self-assembled structure and the relation between structure and properties are to be explored, where the effect of UV irradiation, temperature and pH on the molecular structure and especially on the self-assembled structure will be revealed. The controlled release of drugs from the self-assembled polymer nano-micelles is to be investigated and the relation between the assembled structure and the properties of controlled release is to be expolored, switched by UV irradiation, temperature and pH. This approach to controlling the hydrophilic-hydrophobic properties of the polymer segments, then controlling the self-assembled structures and then the release of guest molecules from the assembled structures by the multiple switches such as UV irradiation, temperature and pH will play an important role in the preparation of functional nano-materials, drug carriers for controlled release and stimuli-responsive nano-devices.
本项目将通过分子设计、有机高分子合成反应制备新型两亲性的智能聚合物,研究其自组装结构在外场作用下的响应功能。这种聚合物分子链段具有光、温度及pH响应特性:在紫外光照射、改变温度、或改变pH值条件下,聚合物分子链段的亲疏水性能发生改变。研究这种新型多重响应两亲性聚合物分子的自组装行为、制备多重响应聚合物纳米胶束。通过研究此聚合物分子的化学结构、自组装结构及结构与其物理化学性能之间的关系,揭示紫外光场、温度、pH值及外场协同作用对其分子结构的影响规律,揭示外场刺激对聚合物自组装聚集体结构的调控规律。通过研究这种聚合物自组装体的药物载体释放性能,揭示多重响应自组装纳米结构与可控释放性能之间的内在规律。这种利用光场、温度、pH值调控聚合物亲疏水性能进而调控聚合物自组装纳米结构及可控释放性能的方法,在功能性纳米材料的制备、可控释放药物载体、响应性纳米器件等领域将发挥重要作用。
激响应两亲性聚合物的分子设计、自组装及性能研究是国际高分子科学研究的热点和前沿。本项目设计、制备了一系列新型多重响应两亲性聚合物分子及其组装体,系统、深入研究了芘功能化两亲性聚合物、苝功能化两亲性聚合物、硝基苯功能化两亲性聚合物、偶氮苯功能化两亲性聚合物、重氮萘醌DNQ功能化两亲性聚合物、螺吡喃功能化两亲性聚合物、光响应螺吡喃-Janus复合材料及多重响应聚合物/石墨烯复合材料等的化学结构、组装结构及其物理化学性能,揭示了聚合物链段结构对自组装结构及其自组装体多重响应功能的影响规律,揭示了多重响应两亲性聚合物自组装体装载客体分子控制释放的内在机制,实现了光、温度、pH及还原试剂等对高分子组装材料的结构控制及装载客体分子的可控释放,多场联合刺激可实现相对温和条件下的高效释放。通过本项目研究,已发表SCI论文33篇,其中影响因子大于3的30篇,TOP论文22篇,获国家发明专利12项。相关研究在丰富化学、材料科学、生物医药学、光电子学、纳米工程与技术等学科的研究内涵方面具有重要的科学意义;制备的这种新型功能高分子材料在可控释放药物载体及响应性纳米器件方面具有广阔的应用前景。
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数据更新时间:2023-05-31
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