耗散粒子动力学模拟嵌段聚合物刷修饰纳米孔的pH响应门控

摘要 通过耗散粒子动力学方法，研究了pH响应性嵌段聚合物（聚丙烯酸-聚-2-乙烯基吡啶PAA-P2VP）接枝在纳米孔内的开关效应. 探讨了嵌段序列Wall-P2VP-PAA和Wall-PAA-P2VP对响应性开关效应的影响，结果表明，只有Wall-PAA-P2VP嵌段序列才能在不同的环境下形成智能响应性开关. 接枝密度对智能响应性开关影响的研究表明，只有在合适的嵌段聚合物链接枝密度下，形成的孔道才能够达到智能开关效应. 链长是影响智能开关膜开关效应的另一个重要因素，在链长较短的条件下，无法形成关闭的开关效应；而在链长较长的条件下则可以形成闭合的开关效应. 在控制嵌段聚合物的接枝密度和链长的条件下，共聚物刷修饰的纳米膜孔在不同的pH值条件下可以实现智能膜的开关效应. 对不同嵌段比对智能膜形成孔大小的影响的研究发现，随着PAA嵌段比例的增大，嵌段聚合物膜孔的大小逐渐减小，直至几乎闭合. 研究结果为设计和构建有开关效应的纳米孔提供了一定的理论基础