化學所在Janus膠體材料研究方面取得系列進展

　　Janus片制備及用作顆粒乳化劑示意圖

　　Janus材料是指兩種化學組成在同一體系具有明確分區結構，因而具有雙重性質如親水/疏水、極性/非極性，是材料科學的重要研究方向。如何實現這類復雜性膠體的普適性、可控性和量產性制備是其中的關鍵問題。

　　在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，化學研究所高分子物理與化學國家重點實驗室的科研人員從2008年開始了Janus膠體制備方法的研究。利用單分散二氧化硅Pickering乳液油水界面的分區特性，結合雙相的原子轉移自由基聚合技術，制備了有機/無機復合Janus球形膠體 (Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3973-3975)。進一步選擇石蠟為油相冷卻固定二氧化硅膠體，選區刻蝕制備非球形Janus膠體 (Chem. Commun. 2009, 3871-3873)。在此基礎上，他們進一步發展了乳液種子聚合結合反應誘導相分離制備了系列亞微米Janus膠體材料，形態可控如啞鈴形 (Chem. Commun. 2010, 4610-4612;Macromolecules 2010, 43, 5114-5120)，該方法的重要性在于能夠批量制備亞微米Janus膠體材料，為實際應用奠定了基礎。

　　最近，課題組研究人員以乳液界面為模板，利用乳液界面的Janus性質誘導溶膠-凝膠在其界面自組裝制備了Janus中空球。Janus中空球作為容器能選擇性地在空腔內裝載物質，為中空微球在油水分離和可控釋放等方面的應用提供了新途徑(Chem. Commun. 2011, 47, 1231-1233)。

　　將上述Janus中空球碎裂得到Janus納米片材料，Janus片的組成和結構可調。Janus片作為顆粒乳化劑，能高效穩定流體，如可在空氣中獲得穩定的 “干液滴”(dry droplets)。通過選擇生長物質賦予其功能性如在親水一側吸附磁性Fe3O4納米粒子得到磁響應性的Janus復合片，同時不改變其潤濕性，實現了乳液液滴的磁操縱。上述特性在油水分離和強化采油等領域中具有重要意義。

　　相關研究結果近期發表(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2379-2382)后，被Nature China的Research Highlights欄目評述報道(http://www.nature.com/nchina/2011/110302/full/nchina.2011.17.html)。