手性图案诱导下嵌段共聚物自组装动力学研究

嵌段共聚物在纳米圆柱受限下自组装形成的单螺旋结构是研究手性调控现象的理想模型。本文利用含时金兹堡-朗道理论研究了体相为柱状相的AB两嵌段共聚物受限在内表面涂有手性图案诱导场的圆柱内的相结构。结果表明,手性图案场会增加均一手性单螺旋的出现概率,且能扩展单螺旋结构的形成区间。随着圆柱直径的增加,补丁的诱导效率会降低。当半径超过某一临界值,即使再增加补丁场强,也不能提高单螺旋结构的出现概率,此时强场会改变体系的动力学路径,由此揭示了此补丁场诱导方案存在一个有效的作用区间。

嵌段共聚物自组装形成螺旋结构的手性调控

本文利用自洽平均场理论研究了圆柱受限下,引入手性补丁图案诱导场对嵌段共聚物自组装形成的单螺旋结构的手性调控。研究发现,在圆柱孔径较小时,仅施加较为稀疏的补丁图案就可以获得完美的单一手性单螺旋结构。当受限圆柱的孔径较大时,需要通过增加补丁个数来改进诱导效果,但过于密集的图案会影响嵌段高分子自组装的热力学路径。通过引入合适的手性诱导场,可以在整个单螺旋相区实现手性调控。