重要内容
清华大学大学梁福鑫副教授团队系统梳理了近年来乳液聚合在Janus颗粒合成中的研究进展，重点聚焦于四种主要技术路径：传统乳液聚合、种子乳液聚合、Pickering乳液聚合以及乳液界面聚合。文章首先阐述了Janus 颗粒非对称结构的构筑机理，强调了聚合诱导相分离对结构形成的重要性。随后分别介绍了上述四种方法的具体实现策略、代表性成果以及调控参数对颗粒结构与性能的影响。尤其是在种子乳液聚合方面，作者介绍了通过调控种子形貌、单体组成及溶胀方式，可以实现核壳、哑铃、三嵌段等多种高度可控的Janus微结构。此外，Pickering乳液聚合通过固体颗粒稳定界面并实现选择性表面修饰，为Janus颗粒的多功能化途径提供了新思路。乳液界面聚合策略则进一步突破了传统界限，基于界面诱导自组装和材料化过程，实现了从二维Janus片到三维各向异性颗粒等多种形貌调控。作者指出，乳液聚合方法兼具低成本、高效率和易工业化等优势，为Janus材料的功能化与规模化提供了可靠的技术支撑。文章最后提出了当前Janus颗粒合成中面临的挑战，并展望了基于界面工程和智能响应策略的未来发展方向。
文章背景
Janus 颗粒因其独特的化学与形貌各向异性，在多相体系界面调控、非均相催化、聚合物增容、功能涂层、自组装构筑等领域展现出广泛应用潜力。自1989年Casagrande等人首次制备出两亲性微球以来，Janus颗粒便受到研究者持续关注。1991年，诺贝尔奖获得者Pierre-Gilles de Gennes在“Soft Matter”演讲中首次提出“Janus颗粒”概念，并预言其在界面科学中的关键作用。近年来，随着功能化纳米材料和胶体科学的发展，Janus颗粒已逐渐成为功能微结构设计与界面材料调控研究的热点之一。然而，Janus颗粒的复杂结构和多组分协同特性对合成策略提出了更高要求，其微结构调控难度较大、形貌不均一、可预测性不足以及制备批量化困难等问题仍是制约其大规模应用的核心瓶颈。因此，开发高效、低成本、结构可控的Janus颗粒合成技术，成为推动该领域基础研究走向应用转化的关键。
文章概述
作者首先回顾了近几十年Janus颗粒制备技术的发展历程和重要里程碑（图1），介绍了Janus颗粒的基本概念、结构特征及其在多相界面调控领域的独特优势，接着重点讨论了基于乳液聚合策略的不同构建路径。
图1 Janus颗粒制备方法的发展历程
文章通过大量文献实例和图示，详细阐述了传统乳液聚合中如何通过单体诱导相分离实现结构非对称。在种子乳液聚合中，通过种子溶胀及多步聚合实现形貌可控。 Pickering乳液聚合则通过固体颗粒吸附稳定油水界面并引导单侧聚合；而界面诱导聚合则可在液滴界面构建Janus片、中空球及多孔结构。文章不仅系统归纳了各方法的优势与挑战，还强调了结构可控性、反应简便性与批量生产能力之间的平衡问题 (图2)。最后，作者提出未来应进一步融合界面科学、响应材料及自动化合成技术，以期实现Janus颗粒的大规模制备与应用拓展，为功能材料、生物医药、催化和能源领域带来更广阔的发展空间。
图2 乳液聚合制备Janus颗粒原理示意图
本综述聚焦于乳液聚合在Janus颗粒制备中的研究与应用，系统总结了近年来在该领域的重要进展，对未来Janus颗粒制备技术的发展具有重要意义。
本文为明日之星专栏特约稿件，以综述形式即将在《高分子学报》印刷出版，论文第一作者为清华大学博士生龙莹春，通信联系人为梁福鑫副教授。
引用本文：
龙莹春, 梁福鑫.乳液聚合制备Janus颗粒研究进展.高分子学报, doi: 10.11777/j.issn1000 3304.2025.25054Long, Y. C.; Liang, F. X.Research advances in Janus particles prepared by emulsion polymerization.Acta Polymerica Sinica, 2025, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25054
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自刘文睿科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3582600-1501979.html?mobile=1
收藏
