“自发乳化”指的是：当两种互不相溶的液体相互接触时，在表面活性剂存在的条件下，会自发在油水界面（o/w）形成乳液滴，Johannes Gad在1879年首次报道了这种广泛存在的现象。这种现象可被用来制备水包油包水（w/o/w）双乳液，能广泛用于化妆品、食品、药物包裹等领域。然而，时至今日自发乳化过程一直无法得到控制，获得的双乳液难以达到热力学稳定态，以其为模板制备的多孔结构杂乱无序。对于小分子表面活性剂或线性两亲性嵌段共聚物稳定的双乳液，由于它们的柔性链在油水界面的排列方式随机多变，导致w/o/w双乳液内液滴曲率即尺寸得不到有效控制，形成了无序多孔结构。实现“自发乳化”过程的有效控制，制备有序结构材料是极具挑战性的研究课题。
近日，天津大学的宋东坡课题组无意间发现了“有序自发乳化现象（OSE）”，获得了热力学稳定且排列有序的W/O/W双乳液，解决了自发乳化无法控制的难题。而实现上述控制的关键因素是采用了两亲性嵌段聚合物刷为表面活性剂，研究人员通过2年多的探索初步阐释了聚合刷在O/W界面的作用机制，证明了两亲性聚合物刷的棒状链构象是形成尺寸均一内液滴的关键因素。
形成的有序多孔结构微球会产生强烈的布拉格反射，展现出靓丽的结构色。孔径大小可通过调节聚合度来调控，进而获得了红绿蓝三色的微球样品。这些光学微球材料只需要通过简单的一步法挥发工艺生产，为规模化制备高附加值的光学材料提供了一种低成本工艺。
文章的第一作者是天津大学的博士研究生陈曦，这项工作得到了国家自然科学基金（No. 51873098和No.22071176）的资助。
论文信息：
Discovery and Insights into Organized Spontaneous Emulsification via Interfacial Self-Assembly of Amphiphilic Bottlebrush Block Copolymers. Macromolecules 2021, ASAP, DOI: 10.1021/acs.macromol.1c00198.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c00198
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