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Hierarchical Self-Assembly of ABC-Type Bottlebrush Copolymers
Macromolecules ( IF 5.1 ) Pub Date : 2023-07-10 , DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00440 Qingliang Song 1 , Qingshu Dong 1 , Ruiqi Liang 2 , Yazhen Xue 2 , Mingjiang Zhong 2, 3 , Weihua Li 1
Macromolecules ( IF 5.1 ) Pub Date : 2023-07-10 , DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00440 Qingliang Song 1 , Qingshu Dong 1 , Ruiqi Liang 2 , Yazhen Xue 2 , Mingjiang Zhong 2, 3 , Weihua Li 1
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We have performed dissipative particle dynamics simulations to study the self-assembly of ABC-type bottlebrush copolymers (BBCPs), one portion of whose backbone is grafted by pairs of A-blocks and the other portion is grafted by B/C-blocks in pairs, focusing on the effects of the number of A side chains, the length of B side chains relative to that of C side chains, and the rigidity of the backbone on the formation of hierarchical structures. A number of hierarchical structures with the superstructures formed by the phase separation between A and B/C-blocks and the substructures formed by the phase separation between B and C-blocks are observed. Some hierarchical structures are similar to those self-assembled by ABC star copolymers, whereas their stable parameter regions of ABC-type BBCPs are much larger. On the other hand, the ABC-type BBCPs can also form some novel hierarchical structures that are hard to form in ABC star copolymers. Though the formation of the A-superstructure and the B-substructure in many hierarchical structures can be independently controlled, there are also some hierarchical structures in which the transitions of the superstructure and substructures are coupled. In other words, the A-superstructure changes along with the transformation of the B-substructure for fixed fA. In addition, our results demonstrate that the rigidity of the backbone has a significant effect on the formation of the hierarchical structure in ABC-type BBCPs, i.e., a rigid backbone favors the normal arrangement of B-substructures to A-superstructures. Our work not only deepens the understanding of the self-assembly mechanism of ABC-type BBCPs but also provides helpful guidance for experiments to fabricate interesting hierarchical structures.
中文翻译：
ABC 型洗瓶刷共聚物的分层自组装
我们进行了耗散粒子动力学模拟来研究 ABC 型洗瓶刷共聚物 (BBCP) 的自组装，其主链的一部分由成对的 A 嵌段接枝，另一部分由 B/C 嵌段成对接枝，重点研究A侧链的数量、B侧链相对于C侧链的长度以及主链的刚性对分层结构形成的影响。观察到许多分层结构，其中上层结构由A和B/C嵌段之间的相分离形成，而下层结构由B和C嵌段之间的相分离形成。一些分级结构类似于ABC星形共聚物自组装的结构，而ABC型BBCP的稳定参数区域要大得多。另一方面，ABC型BBCP还可以形成一些在ABC星形共聚物中难以形成的新颖的分级结构。虽然许多层次结构中A上层结构和B子结构的形成可以独立控制，但也有一些层次结构的上层结构和子结构的转换是耦合的。换句话说，A上层建筑随着B下层建筑的变换而变化，以固定不变。f A。此外，我们的结果表明，主干的刚性对ABC型BBCP中层次结构的形成有显着影响，即刚性主干有利于B子结构到A上层结构的正常排列。我们的工作不仅加深了对 ABC 型 BBCP 自组装机制的理解，而且为构建有趣的层次结构的实验提供了有益的指导。
更新日期：2023-07-10
中文翻译：
ABC 型洗瓶刷共聚物的分层自组装
我们进行了耗散粒子动力学模拟来研究 ABC 型洗瓶刷共聚物 (BBCP) 的自组装，其主链的一部分由成对的 A 嵌段接枝，另一部分由 B/C 嵌段成对接枝，重点研究A侧链的数量、B侧链相对于C侧链的长度以及主链的刚性对分层结构形成的影响。观察到许多分层结构，其中上层结构由A和B/C嵌段之间的相分离形成，而下层结构由B和C嵌段之间的相分离形成。一些分级结构类似于ABC星形共聚物自组装的结构，而ABC型BBCP的稳定参数区域要大得多。另一方面，ABC型BBCP还可以形成一些在ABC星形共聚物中难以形成的新颖的分级结构。虽然许多层次结构中A上层结构和B子结构的形成可以独立控制，但也有一些层次结构的上层结构和子结构的转换是耦合的。换句话说，A上层建筑随着B下层建筑的变换而变化，以固定不变。f A。此外，我们的结果表明，主干的刚性对ABC型BBCP中层次结构的形成有显着影响，即刚性主干有利于B子结构到A上层结构的正常排列。我们的工作不仅加深了对 ABC 型 BBCP 自组装机制的理解，而且为构建有趣的层次结构的实验提供了有益的指导。
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