ScienceAdvances：乳液界面聚合法制備各向異性Janus微球！

　　高分子微球材料的發展對人類的經濟與生活帶來了巨大的影響，已滲透到我們生活中的每個角落，從化妝品、涂料、感光材料等大宗產品到生物醫藥領域的藥物緩釋微膠囊、色譜分離層析介質等高附加價值產品。

　　高分子微球的拓撲結構和化學組成是影響其廣泛應用的關鍵，乳液聚合是合成高分子微球材料最為經典的方法。

　　問題在于：在聚合過程中由于表面張力的存在，最終導致制備得到的微球趨于自由能最低的球形結構。因此，如何在聚合過程中克服表面張力，合成形態和化學組成各向異性的微球是高分子微球合成領域的一大挑戰。

　　有鑒于此，中科院理化技術研究所的王樹濤研究員課題組及其合作團隊提出了一種普適性的乳液界面聚合方法，制備得到拓撲結構和化學組成各向異性的Janus微球，打破了傳統乳液聚合只形成球形微球的限制，開辟了乳液聚合的新方向。

圖1. 乳液界面聚合機理

　　通過將親、疏水單體同時引入到油水界面體系，構筑了水（親水單體水溶液）包油（疏水性單體）的油水界面。在聚合過程中，使聚合發生在油水界面的某一位點上，以這一活性位點為中心進行界面優勢生長。調控界面兩側水油組分，通過二元協同的效應，就可以制備拓撲結構和化學組成精確可調的各向異性聚合物Janus微球。

圖2. Janus微球的生長過程

　　在該體系中，疏水性的引發劑首先在油滴內部引發疏水性單體的聚合，生成一個聚合物活性核。當聚合物活性核運動到油水界面上時，其表面活性位點能夠引發水相中的親水單體發生聚合。從而將聚合物活性核錨定在油水界面上，進而發生界面錨定聚合。親水性單體和疏水性單體在界面的優先共聚，最終形成具有親水親油性質的各向異性Janus微球。

　　通過調節親疏水單體濃度、聚合時間可實現不同拓撲結構和表面化學的Janus微球的可控制備。這種方法具有非常好的普適性，可適用于各種類型的聚合反應體系，例如界面縮聚反應、離子聚合、配位聚合等。同時，基于Janus微球獨特的月牙結構，并利用其親疏水兩面性質的不同，可實現不同粒徑微球的分選以及細菌分離。

　　這種方法不僅局限于各向異性的Janus微球的合成，還可以擴展到二維Janus膜材料的制備，基于膜兩側性質的差異，可實現環境響應性形變 (NPG Asia Mater. 2017, 9, e380)。這種方法為設計制備新型的聚合物材料提供了新的思路，制備得到的各向異性微球在油水分離、固體表面活性劑、蛋白分離和細菌分離等方面展示出巨大的應用前景。