Manipulation of Bowl-Shaped Nanoparticles Self-Assembled from a Bipyridine Pendant Containing Homopolymer

化学 小泡 纳米材料 两亲性 纳米颗粒 聚合物 化学工程 自组装 纳米结构 联吡啶 胶束 高分子化学 共聚物 有机化学 水溶液 晶体结构 生物化学 工程类
作者
Yirong Fan,Hui Sun
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:40 (11): 5828-5836 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.3c03712
摘要

The morphological control and transformation of soft nanomaterials are critical for their physical and chemical properties, which can be achieved by dynamically regulating the hydrophilicity of amphiphilic polymers during self-assembly. Herein, an amphiphilic homopolymer poly(N-(2,2′-bipyridine)-4-acrylamide) (PBPyAA) with bipyridine pendants is synthesized, and the effect of various parameters including initial concentration, temperature, pH, and metal ion coordination on the self-assembly behavior and morphology of the assemblies is investigated. Upon changing the initial concentration of PBPyAA, bowl-shaped nanoparticles (BNPs) with precisely controlled diameter, opening size, and thickness are obtained. With the decrease of pH of the solution, the negatively charged surface of BNPs transforms to a positively charged state. Furthermore, the addition of divalent metal ions (Co2+, Mn2+, and Zn2+) induces the transformation of BNPs to vesicles and giant vesicles. The effect of the above factors on the morphology of the assemblies is essential to change the hydrophilicity of PBPyAA dynamically, leading to variation of the local viscosity during self-assembly. Overall, manipulation of the structural parameters of BNPs and transformation of BNPs to vesicles are achieved, providing fresh insights for the precise control of the morphologies of soft nanomaterials.
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