近年来,双亲性嵌段、无规共聚物自组装的理论研究工作已经取得了令人瞩目的成绩。然而,自组装胶束的应用研究主要集中于对胶束结构性能的精确调控,实验步骤繁琐,实验条件苛刻。如何进一步拓展聚合物自组装胶束的应用,已然成为自组装界科学家们关注的热点之一。最近,各种无机、有机纳微米粒子的多级组装为自组装胶束的应用拓展提供了可行性思路以及模型。多级组装的过程不仅能结合一级组装体已有的优势,并且空间上的多维度排布或熔并能够赋予所得多级组装体新的性能及应用。微纳米粒子在表面或界面上的有序排布主要基于自组装或诱导组装。本课题设计合成具有不同结构性能的双亲性无规及交替共聚物,以它们自组装所得到的纳米胶束(一级组装体)为构筑基元,分别研究它们受界面张力驱动在油水界面的二次组装,以及受介电场力诱导在电极基材表面的沉积成膜,由此开拓双亲性共聚物自组装胶束在乳化和传感领域的应用。具体研究内容包括以下两个部分:1.交替共聚物P(St-alt-Ma-Dopa)的多级组装及乳化应用通过普通自由基共聚合成交替共聚物聚(苯乙烯-alt-马来酸酐) P(St-alt-Man),并用多巴胺氨解得到双亲性共聚物P(St-alt-Ma-Dopa)。在选择性溶剂(DMF/水)中,对P(St-alt-Man)及P(St-alt-Ma-Dopa)进行溶液自组装,得到稳定的球形纳米胶体粒子。P(St-alt-Ma-Dopa)胶体粒子具有一定的表面活性,在界面张力的驱动下,再次组装排布于油水界面。因此,在两次组装过程中,该胶体粒子可作为一种新型的颗粒乳化剂,用于制备稳定的Pickering乳液,即以P(St-alt-Ma-Dopa)胶体溶液为水相,甲苯为油相,均质后可得到稳定的水包油型Pickering乳液。一级组装所制备的P(St-alt-Ma-Dopa)胶体粒子具有盐浓度和pH响应性。其粒径和zeta电位在不同盐浓度和pH值条件下呈相反的变化规律。以芘为探针,采用荧光光谱法表征了P(St-alt-Ma-Dopa)胶体粒子的亲疏水性,结果表明胶体粒子的亲水性随pH值的增大而增强,随溶液盐浓度的增大而略微减弱。胶体粒子的盐浓度和pH值响应性也影响其在油水界面的再次排布组装,以及作为颗粒乳化剂的乳化性能。2.电诱导分子印迹聚合物胶束(MIPMs)的组装及其在MIP传感器中的应用以丙烯酸酯类单体和苯乙烯为原料,合成可光交联的双亲性无规共聚物。用乳酸酸化后,以葡萄糖为模板分子,在乙二醇单丁醚/水中,该共聚物自组装得到荷正电的,印迹有葡萄糖的胶束粒子,其形貌、尺寸由动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征确定。在负电场诱导下,组装胶束向工作电极泳动,并最终在电极表面沉积成膜。整个过程即电诱导双亲性共聚物的多级组装。结合组装胶束粒径及Zeta电位随pH值的变化规律,初步推断了胶束电沉积的机理。所形成的沉积膜经过光交联后,成为结构稳定的分子印迹膜(MIP Film),萃取其中的模板分子,其所修饰的工作电极即成为分子印迹传感器(MIP sensors),对模板分子具有良好的选择性和响应性。检测结果表明,该传感器对葡萄糖的线性响应范围介于0.2到8 mmol/L,检测下限为0.05 mmol/L,检测上限为10 mmol/L。得益于聚合物的光交联,印迹膜及其内部分子识别位穴被锁定,因此该传感器显示出优异的稳定性。综上,本课题研究从两个方面证实了双亲性共聚物多级组装的优势,为自组装技术的应用提供了新的思路。