通过明确的核心-壳结构使胶束更有效地分散染料和药物

导读 胶束是一种球形分子结构,通常由具有嵌段结构的两亲性分子形成,包含亲水部分和疏水部分。这些分子的疏水尾部聚集在一起形成核心,而亲水头...
2024-10-10 11:05:10

胶束是一种球形分子结构,通常由具有嵌段结构的两亲性分子形成,包含亲水部分和疏水部分。这些分子的疏水尾部聚集在一起形成核心,而亲水头部朝外形成保护壳。这种结构使胶束能够将疏水物质包裹在其核心内,并将其分散在水基环境中。

胶束发挥作用的一个例子是肥皂,它可以捕获污垢和油脂,使它们很容易用水冲洗掉。胶束可以用嵌段共聚物(具有不同的亲水和疏水片段)或无规共聚物(亲水和疏水片段混合分布)来创建。前者用于制药行业,可以精确控制胶束的性质,但生产起来更复杂、更昂贵,而后者用于染料行业,生产起来更简单、更便宜。

由东京理科大学 (TUS) 和 DIC 公司的浅田昌彦先生和大塚秀典教授领导的研究人员正在研究如何使胶束更有效地溶解染料。在一项刊登在《软物质》杂志封面上的研究中,他们比较了嵌段共聚物和无规共聚物的性能,以确定最适合染料分散的胶束。

“在使用无规共聚物作为油墨生产分散剂与其不充分的分散性能之间存在权衡。我们研究了嵌段共聚物胶束,并将其分散性能与无规共聚物的分散性能进行了比较,以确定充分染料溶解所需的胶束结构,”该研究的主要作者 Otsuka 教授说道。

研究人员使用不同比例的苯乙烯 (St)、正丁基甲基丙烯酸酯 (BMA) 和甲基丙烯酸 (MA) 作为单体合成了各种嵌段共聚物 (BL01 至 BL05)。他们将这些嵌段共聚物与由苯乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸制成的无规共聚物 (RD01、RD02、RD03 和 RD04) 的性能进行了比较。将共聚物和无规共聚物以 0.5% 的浓度分散在水中,并使用小角度 X 射线散射 (SAXS) 分析检查胶束结构。

SAXS 结果表明,嵌段共聚物形成的胶束具有明确的球形结构,具有清晰的核壳边界。无规共聚物形成的胶束具有更分散和连续的结构,类似于无规卷曲模式,没有明显的核壳边界。无规共聚物形成的胶束缺乏清晰的核壳结构,降低了其容纳疏水性染料的能力。

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