嵌段共聚物自组装得到的有序双连续相在纳米多孔模板、纳米图案化等方面具有极大的潜力，但是，由于界面能最小化和堆积受挫之间的竞争，双连续相在相图中的相区窄，较难得到。因此，研究嵌段共聚物双连续相的调控机制具有重要的意义。

      基于上述背景，北京大学化学与分子工程学院沈志豪研究员和福州大学材料科学与工程学院吕晓林副教授等利用甲壳型液晶高分子聚乙烯基对苯二甲酸二对甲氧基苯酯（PMPCS）为刚性链段、聚二甲基硅氧烷（PDMS）为柔性链段，制备得到了刚柔嵌段共聚物PDMS-b-PMPCS。通过调控刚-柔嵌段共聚物中刚性链段的取向相互作用，获得了两种双连续结构双金刚石（Double Diamond）相（图1）和双螺旋二十四面体（Double Gyroid）相（图2）。

图1 D₆₅M₂₀在190 ℃退火后形成的双金刚石相:（a）SAXS曲线，（b, c）TEM图，（d）示意图。

图2 D₆₅M₃₄在130 ℃退火后形成的双螺旋二十四面体相:（a）SAXS曲线，（b, c）TEM图，（d）节点示意图。

      此外，通过改变嵌段共聚物的退火温度，可以对组装结构进行有效调控（图3）。对于D₆₅M₂₀来说，其在低温下（130 ℃）形成的是层状相。而当温度升高时，嵌段之间的Flory-Huggins相互作用参数会降低，从而导致嵌段之间的相分离强度降低，促进有序网络结构的形成，使其在190 ℃形成了双金刚石相。对于D₆₅M₃₄来说，其在低温下（130 ℃）形成的是双螺旋二十四面体相。当温度升高时，较大分子量的PMPCS会形成液晶相，PMPCS之间增强的取向相互作用和嵌段之间增加的几何不对称性会提高PMPCS与PDMS之间的相分离强度，从而促进低曲率结构的形成，结构逐渐转变为层状相。在190 ℃时，D₆₅M₃₄中双螺旋二十四面体相和层状相共存（图4）。

图3 PDMS-b-PMPCS的相图。

图4 D₆₅M₃₄在190 ℃退火后形成的混合结构:（a）SAXS曲线，（b, c）TEM图，（d）WAXS曲线。

      该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science上。福州大学吕晓林副教授是该论文的第一作者和共同通讯作者，北京大学沈志豪研究员为共同通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金（Nos. 51921002, 22203015和51725301）、福建省自然科学基金（No. 2021J01591）和国家重点研发计划（No. 2018YFB0703702）的资助。

原文信息：

Lyu, X. L.; Yang, S. C.; Xiao, A. Q.; Hou, P. P.; Zhang, W.; Pan, H. B.; Shen, Z. H.; Fan, X. H.; Zhou, Q. F.

Chinese J. Polym. Sci. 2024, 42, 636–642.

DOI: 10.1007/s10118-024-3082-z