CN102300890B - 嵌段共聚物和嵌段共聚物纳米粒子组合物 - Google Patents

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Abstract

共聚物和使用该共聚物来控制纳米粒子的稳定性，其混合物的均匀性和带电性的方法。一种嵌段共聚物-纳米粒子组合物包括第一、第二和第三嵌段单元，其每个包括各自单体的重复单元。第一嵌段单元的单体包括结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元的单体包括疏水性部分，来提供纳米粒子的空间稳定性和共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性。第三嵌段单元的单体包括可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制纳米粒子的稳定性，其混合物的均匀性和电荷。

Description

嵌段共聚物和嵌段共聚物纳米粒子组合物
交叉引用的相关申请
不适用
关于联邦资助研究或开发的声明
不适用
发明背景
1. 技术领域
本发明涉及聚合物和聚合物-粒子组合物，涉及使用该聚合物-粒子组合物的装置和涉及制备聚合物-粒子组合物的方法。
2. 现有技术说明
超薄、柔性电子显示器(其看起来像纸上的印刷物)在可穿的计算机屏幕，电子纸和智能身份卡中的潜在应用是非常令人感兴趣的。电泳显示器是这种类型的媒体的一种重要的方案。电泳激励依赖于在电场作用下移动的粒子，因此所期望的粒子必须在非极性分散介质中表现出良好的分散性和电荷性能。非极性分散介质对于分散用于电泳显示器的粒子来说是令人期望的，因为这样的介质有助于使得电泳装置中的漏电流最小。但是，这样的粒子不容易表现出对于非极性分散介质的导电性。
发明内容
本发明的一种实施方案是一种嵌段共聚物-纳米粒子组合物，其包含其上结合有共聚物的纳米粒子。该共聚物包含第一、第二和第三嵌段单元。第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含疏水性部分，来提供纳米粒子的空间稳定性和共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性。第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子在非极性介质中的稳定性、混合物的均匀性和电荷。
本发明的另外一种实施方案是一种控制纳米粒子的稳定性，其在非极性介质中的混合物的均匀性和带电性的方法。该方法包括在非极性介质将纳米粒子和嵌段共聚物合并。该共聚物包含第一、第二和第三嵌段单元，第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包括疏水性部分，来提供纳米粒子的混合物在非极性介质中的空间稳定性和均匀性，第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包括可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。该共聚物中各自的嵌段单元的次序和各自的嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子的稳定性，其混合物的均匀性和电荷。
本发明的另外一种实施方案是一种装置，其包含至少两个导电板，其中该导电板是通过一个或多个电压源分别激活的，和在该导电板之间的非极性介质中的嵌段共聚物-纳米粒子组合物。该嵌段共聚物-纳米粒子组合物包含纳米粒子，每个上面结合有一种或多种共聚物。该共聚物包含第一、第二和第三嵌段单元。第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含疏水性部分，来提供纳米粒子的空间稳定性和聚合物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性。第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子在非极性介质中的稳定性，其混合物的均匀性和电荷。
附图说明
此处提供的附图用于便于理解本发明的某些实施方案，而并非对附加的权利要求的范围进行限制。
图1是一个图，表示了根据本发明的一种实施方案，制造带电的官能化的三嵌段共聚物-纳米粒子组合物的方法。
图2是一个图，表示了根据本发明的另外一种实施方案，制造带电的官能化的三嵌段共聚物-纳米粒子组合物的方法。
图3是一个图，表示了根据本发明的另外一种实施方案，制造带电的官能化的三嵌段共聚物-纳米粒子组合物的方法。
图4是一个示意图，表示了使用根据本发明的一种实施方案的聚合物-纳米粒子组合物的电泳显示装置。
具体实施方式
一般讨论
本发明方法和组合物的实施方案涉及到提高在非极性介质中含有例如纳米粒子的混合物的稳定性，均匀性和纳米粒子的电荷。在这样的实施方案中，使用嵌段共聚物来结合到该纳米粒子上(这里该共聚物的嵌段是官能化结合到纳米粒子上)，来稳定该纳米粒子和来控制该纳米粒子在非极性介质中的混合物的均匀性以及赋予在非极性介质中的该纳米粒子以电荷，例如以使得该纳米粒子能够电泳运动。在一些实施方案中，该共聚物是三嵌段共聚物，其包含第一、第二和第三嵌段单元。第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含疏水性部分，来提供纳米粒子混合物的空间稳定性和均匀性。第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了该粒子在非极性介质中的稳定性，其混合物的均匀性和该粒子的电荷。每个嵌段单元中单体单元的数目可以通过控制单体单元的摩尔浓度来控制。
聚合物的具体实施方案
在一些实施方案中，上述嵌段共聚物包含重复单体单元的嵌段，并且是式：
Figure 973034DEST_PATH_IMAGE001
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
L1、L2和L3各自独立的是一部分的聚合物主链，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，和
FG是官能团，其为该纳米粒子赋予电荷。
如上所述，BG官能团结合到纳米粒子上。BG可以是任何官能团或者结构，其能够与所述粒子配位或者与之形成共价键，来化学结合到该纳米粒子上。BG的性质取决于该纳米粒子的性质和化学组成、任何连接基团的性质等等。如上所述，BG可以通过共价键或者通过化学络合来结合到纳米粒子上。共价键的特征在于在原子之间或者在原子和其他共价键之间共享电子，通常是电子对。化学络合的特征在于将来自孤对电子的电子捐赠到例如金属的空轨道中。这样的键有时候称作配位共价键。给电子体称作配位体，所形成的络合物称作配位化合物。大部分金属和金属离子被配位体包围，并且该配位体配位到金属或者金属离子。因此，BG可以依靠配位体交换或者共价键来结合到该纳米粒子上。
在一些实施方案中，该聚合物主链包含亚烷基或者亚烯基链。该链的一个或多个碳原子可以用杂原子取代，并且所形成的分子是该亚烷基或者该亚烯基的杂原子配对物(counterpart)。此外，该链的碳原子的一个或多个氢原子可以用脂肪族或者芳族基团取代，其可以是例如烷基，取代的烷基，烯基，取代的烯基，炔基，取代的炔基，杂烷基，杂烯基，杂炔基，取代的杂烷基，取代的杂烯基，取代的杂炔基，芳基，杂芳基(例如诸如芳氧基，硫芳基等等)，取代的芳基，取代的杂芳基，或者其组合。在一些实施方案中，该聚合物主链具有苯基或者取代的苯基取代基，其从属于该主链。在一些实施方案中，该取代的苯基取代基包括例如在邻位、间位或者对位上用烷基取代的苯基，该烷基在一些实施方案中是低级烷基。
BG可以直接结合到聚合物主链的原子上或者它可以依靠连接基团将BG连接到该聚合物主链上。该连接基团可以包含1-大约100个原子，或者1-大约70个原子，或者1-大约50个原子，或者1-大约20个原子，或者1-大约10个原子，或者2-大约10个原子，或者2-大约20个原子，或者3-大约10个原子，或者大约3-大约20个原子，或者4-大约10个原子，或者4-大约20个原子，或者5-大约10个原子，或者大约5-大约20个原子。该原子各自独立的选自碳和杂原子例如诸如氧，硫，氮，卤素和磷。如下面将要更详细讨论的那样，该连接基团中的杂原子的数目应当例如不干涉聚合物-粒子组合物的疏水性。该连接基团中的杂原子数可以是0-大约20，或者1-大约15，或者1-大约6，或者1-大约5，或者1-大约4，或者1-大约3，或者1-2，或者0-大约5，或者0-大约4，或者0-大约3，或者0-2或者0-1个。具体的连接基团的长度可以选择，来提供对于合成和将期望的BG基团引入到聚合物基质和将BG充分结合到粒子上的便利性。该连接基团可以是脂肪族或者芳族，和可以是例如亚烷基，取代的亚烷基，亚烷氧基，取代的亚烷氧基，硫亚烷基，取代的硫亚烷基，亚烯基，取代的亚烯基，亚链烯氧基，取代的亚链烯氧基，硫亚烯基，取代的硫亚烯基，亚炔基，取代的亚炔基，亚炔氧基，取代的亚炔氧基，硫亚炔基，取代的硫亚炔基，亚芳基，取代的亚芳基，亚芳氧基，硫亚芳基，及其包含一个或多个杂原子的配对物。该连接基团在一些实施方案中的长度是大约2-大约10个原子，或者大约2-大约9个原子，或者大约2-大约8个原子，或者大约2-大约7个原子，或者大约2-大约6个原子，或者大约2-大约5个原子，或者大约2-大约4个原子。在一些实施方案中，该连接基团不是或者不包含碳-碳双键或者碳-碳叁键。
该连接基团的组成和长度应当例如不干涉BG与粒子的结合或者SG和FG的功能。该连接基团应当具有这样的疏水程度，即，不危及粒子在非极性介质中的混合物的均匀性。此外，用于引入该连接基团的化学机理不应当危害所讨论的分子。该连接基团可以依靠共价结合到单体单元的相应官能团上的官能团来引入到该单体单元上。这样的官能团可以选自与BG相同的官能团。
作为举例而非限制，该官能团可以包括至少一个电子对给体基团(其可以是电中性的或者带负电的)。电子对给体基团经常包括原子例如诸如O，N，S和P以及基团例如诸如P=O，S=O等等。作为举例而非限制，结合基团BG可以包括伯，仲或者叔胺或者酰胺基团，腈基团，异腈基团，氰酸酯基团，异氰酸酯基团，硫氰酸酯基团，异硫氰酸酯基团，叠氮化物基团，硫基团，硫醇盐基团，硫化物基团，亚磺酸盐基团，磺酸盐基团，磷酸盐基团，羟基，醇化物基团，酚盐基团，羰基，羧酸盐基团，膦基团，氧化膦基团，膦酸基团，磷酰胺基团，磷酸盐基团，亚磷酸盐基团，以及这样的基团的组合和混合物。
上述官能团之一可与粒子上相应的官能团反应，该官能团存在于该粒子上或者引入到该粒子的表面上。在一种实施方案中，配位体可以提供和化学结合到该粒子上。该配位体可以包括这样的结合基团，其配置来与粒子形成化学键或者化学络合物。该配位体还可以包括这样的官能团，其配置来与BG反应，其因此是一种补充官能团。其上结合有配位体的粒子然后可以与聚合物分子混合，并且该补充官能团彼此反应来形成共价键。
配位体的例子，作为示例而非限制，包括二官能化配位体例如氨基酸，例如丙胺酸，半胱氨酸，氨基乙酸等等；氨基脂肪族酸，氨基芳族酸，氨基脂肪族硫醇，氨基芳族硫醇等等。
作为示例而非限制，所述粒子上的BG或者官能团之一可以包括亲核试剂(例如诸如胺，醇，硫醇等等)，和该粒子上的其他BG或者官能团可以包括能够与该亲核试剂反应的官能团(例如诸如醛，异氰酸酯，异硫氰酸酯，琥珀酰亚胺基酯，磺酰基氯，环氧化物，溴化物，氯化物，碘化物和马来酰亚胺)。作为示例而非限制，BG和所述粒子相应官能度的反应产物的例子包括酰胺，脒和磷酰胺，其分别来自胺和羧酸或者它的氮衍生物或者磷酸(包括其酯例如诸如琥珀酰亚胺基酯等等)的反应；来自硫醇和活化的烯烃或者硫醇和烷基化试剂反应的硫醚；来自醛和胺在还原条件下反应的烷基胺；来自羧酸或者磷酸和醇的反应的酯；来自胺和醛反应的亚胺；等等。
SG是这样的部分，其为所述粒子在非极性介质中的混合物提供了空间稳定性和均匀性。在极大程度上，SG是疏水性和大体积的。SG的疏水性程度足以提高聚合物结合到其上的粒子在非极性介质中的均匀性。疏水度取决于非极性介质的性质，SG的性质等等。粒子的空间稳定性表示粒子粘合到一起的能力或者基本减少或者消除聚结的能力，特别是当粒子处于非极性介质中时。结果，如下面将更充分讨论的那样，提高了粒子在非极性介质中的混合物的均匀性。措词“粒子在非极性介质中的混合物”指的是与非极性介质混合的相同组成的粒子，或者大于一种组成的粒子(即，两种或多种不同的粒子)。术语“疏水的”或者“疏水性”指的是非极性分子，因此优选是中性分子或者非极性分子，和优选非极性溶剂。与亲水性部分相比，疏水性分子具有对其他疏水性部分的亲合性。
该共聚物-纳米粒子组合物依靠SG部分的疏水性而在非极性介质中形成均匀混合物。在本发明实施方案的上下文中，该共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性可以是实际的或者表观的。当该聚合物-粒子组合物可溶于非极性介质时，该非极性介质中混合物的均匀性是实际的，其意味着该聚合物-粒子组合物在处于规定温度的某些体积的溶剂中表现出某些量的，通常是最大量的溶解性。当该聚合物-粒子组合物分散于非极性介质中，以使得该混合物表现出表观均匀性，但是该混合物是微观非均相的时，该聚合物-粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性是表观的。表观均匀性还可以指的是分散体。该聚合物-粒子组合物的混合物的均匀性是实际的还是表观的取决于粒子的性质，非极性介质的性质等等。粒子的空间稳定性(其由本发明实施方案中SG的疏水性而产生)降低了粒子在非极性介质中粘合在一起的能力，因此提供了提高的均匀性。本发明的共聚物赋予了该共聚物-粒子组合物与非极性介质的相容性。
措词“非极性介质”表示该介质主要是烃性质的。在一些实施方案中，该介质优选是环境相容的，具有很少或者没有毒性。作为示例而非限制，非极性介质的例子包括含有1-大约30个碳原子，或者1-大约20个碳原子，或者1-大约10个碳原子，或者5-大约30个碳原子，或者5-大约20个碳原子，或者5-大约10个碳原子，或者10-大约30个碳原子，或者10-大约20个碳原子等等的烃。该烃可以包含一个或多个杂原子例如诸如氧，氮，硫等等，条件是该杂原子的存在不明显改变该介质的疏水性和环境相容性。该烃可以包含除了杂原子之外的原子例如卤素或者卤素取代基等等，条件是这样的原子的存在不明显改变该介质的疏水性和环境相容性。
如上所述，SG还是一种大体积基团，其为聚合物-粒子组合物提供了稳定性。术语“稳定性”指的是这样的共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中保持下面的延长的时间，并且不在溶液中聚集和/或从中沉淀出来的能力：例如诸如大约1天-大约4年，或者大约1天-大约3年，或者大约1天-大约2年，或者大约1天-大约1年，或者大约1天-大约150天，或者大约1天-大约100天，或者大约5天-大约4年，或者大约5天-大约3年，或者大约5天-大约2年，或者大约5天-大约1年，或者大约5天-大约150天，或者大约5天-大约100天等等。在一些实施方案中，SG是烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)。SG可以是支化的或者未支化的。SG中的碳原子数是大约5-大约50个碳原子，或者大约5-大约45个碳原子，或者大约5-大约40个碳原子，或者大约5-大约35个碳原子，或者大约5-大约30个碳原子，或者大约5-大约25个碳原子，或者大约5-大约20个碳原子，或者大约5-大约15个碳原子，或者大约5-大约10个碳原子，或者大约10-大约45个碳原子，或者大约10-大约40个碳原子，或者大约10-大约35个碳原子，或者大约10-大约30个碳原子，或者大约10-大约25个碳原子，或者大约10-大约20个碳原子，或者大约10-大约15个碳原子，或者大约15-大约45个碳原子，或者大约15-大约40个碳原子，或者大约15-大约35个碳原子，或者大约15-大约30个碳原子，或者大约15-大约25个碳原子，或者大约15-大约20个碳原子，或者大约20-大约45个碳原子，或者大约20-大约40个碳原子，或者大约20-大约35个碳原子，或者大约20-大约30个碳原子，或者大约20-大约25个碳原子，或者大约25-大约45个碳原子，或者大约25-大约40个碳原子，或者大约25-大约35个碳原子，或者大约25-大约30个碳原子等等。
L1、L2、L3和L4(下面)各自独立的是一部分的聚合物主链，各自的BG，SG和FG通过键直接或者通过连接基团间接从所述主链上接枝。在一些实施方案中，L1，L2，L3和L4不包含双键或者叁键。在一些实施方案中，L1，L2，L3和L4各自独立的选自：
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烷基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，和
对于L1，L2和L3每个来说， R1，R2，R3和R4中的至少一个是BG，SG或者FG，和
其中在一些实施方案中， III，IV和V的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键(分别是-(R2)C=N-，-C≡C-和-N=N-)。
在一些实施方案中，该聚合物是三嵌段聚合物，其中每个嵌段包含选自下面的重复单体单元：
Figure 732229DEST_PATH_IMAGE003
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烷基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，
对于L1，L2和L3每个来说， R1，R2，R3和R4中的至少一个是BG，SG或者FG，w是x，y或者z，并且对于每个L1，L2和L3来说是相同的或者不同的，和
其中在一些实施方案中， VII，VIII和IX的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键(分别是-[(R2)C=N]W-，-[C≡C]W-和-[N=N]W-)。
在一些实施方案中，x、y和z独立的是下面的整数：1-大约5000，或者1-大约4000，或者1-大约3000，或者1-大约2000，或者1-大约1000，或者1-大约500，或者1-大约100，或者大约5-大约4000，或者大约5-大约3000，或者大约5-大约2000，或者大约5-大约1000，或者大约5-大约500，或者大约5-大约100，或者大约10-大约4000，或者大约10-大约3000，或者大约10-大约2000，或者大约10-大约1000，或者大约10-大约500，或者大约10-大约100，或者大约20-大约4000，或者大约20-大约3000，或者大约20-大约2000，或者大约20-大约1000，或者大约20-大约500，或者大约20-大约100，或者大约50-大约4000，或者大约50-大约3000，或者大约50-大约2000，或者大约50-大约1000，或者大约50-大约500，或者大约50-大约100，或者大约100-大约4000，或者大约100-大约3000，或者大约100-大约2000，或者大约100-大约1000，或者大约100-大约500，或者大约200-大约4000，或者大约200-大约3000，或者大约200-大约2000，或者大约200-大约1000，或者大约200-大约500，或者大约500-大约4000，或者大约500-大约3000，或者大约500-大约2000，或者大约500-大约1000，或者大约1000-大约4000，或者大约1000-大约3000，或者大约1000-大约2000等等。
FG是可带电基团的官能团，其能够赋予粒子以电荷。FG是可带电的，这在于它能够用电荷引导部分处理，来赋予它带电基团(带正电的或者带负电的)。该电荷引导部分是这样的分子或者化合物，其能够与FG反应来使得FG带电。在一些实施方案中，FG是酸性官能度或者碱性官能度。酸性官能度是这样的官能度，其能够用作为电荷引导部分的碱性部分处理，来失去质子，因此使得酸性官能度带负电。碱性官能度能够用作为电荷引导部分的酸性部分处理，来接受质子，因此使得碱性官能度带正电。该电荷引导部分是这样的物质，其控制引入到聚合物中的电荷的性质。
具有酸性官能度时，FG可以选自羧酸，磺酸，膦酸，酚，硫酚和氟羧酸。任何碱性部分可以用作电荷引导部分，条件是该碱性部分从酸性官能度中除去了氢原子，来产生负电荷。该碱性部分应当不干涉BG和SG的功能等等。
具有碱性官能度时，FG可以选自伯胺，仲胺，叔胺，吡啶，咪唑啉等等。任何酸性部分可以作为电荷引导部分用于碱性官能度，条件是该酸性部分将氢原子添加到该碱性官能度中，来产生正电荷。该酸性部分应当不干涉BG和SG的功能等等。
在一些实施方案中，该共聚物包含三嵌段，其中每个嵌段包含重复单体单元；这样的三嵌段共聚物具有式：
Figure 455334DEST_PATH_IMAGE004
其中：
BG独立的选自伯胺，仲胺，叔胺，酰胺，腈，异腈，氰酸酯，异氰酸酯，硫氰酸酯，异硫氰酸酯，叠氮化物，硫醇，硫醇盐，硫化物，亚磺酸盐，磺酸盐，磷酸盐，羟基，醇化物，酚盐，羰基，羧酸盐，膦，膦氧化物，膦酸，磷酰胺和磷酸盐，
L1、L2和L3各自独立的选自：
Figure 269706DEST_PATH_IMAGE005
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烷基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)和其中R1、R2、R3和R4中的至少一个是BG，SG，或者FG，和其中在一些实施方案中，在III，IV和V的一个或多个中，R1和R3可以一起来形成键，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG选自烷基，取代的烷基，烷氧基，取代的烷氧基，芳基和取代的芳基，和
FG是选自羧酸，磺酸，膦酸，酚，硫酚和三氟羧酸的酸性基团或者选自伯胺，仲胺，叔胺，吡啶和咪唑啉的碱性基团。
在一些实施方案中，该聚合物包含单体重复单元的嵌段，并且具有式：
其中：
BG是结合基团，其结合到所述粒子上，
L1、L2、L3和L4各自独立的是一部分的聚合物主链，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为粒子混合物提供空间稳定性和均匀性，和
FG是官能团，其赋予所述粒子以电荷。
在上述聚合物的一些实施方案中，L1，L2，L3和L4各自独立的选自：
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烷基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，和
对于L1，L2，L3和L4每个来说， R1，R2，R3和R4的至少一个是BG，SG或者FG，和
其中在一些实施方案中，在III，IV和V的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键。
在一些实施方案中，上述聚合物是三嵌段聚合物，其中每个嵌段包含选自下面的重复单体单元：
Figure 354840DEST_PATH_IMAGE008
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烷基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，和
对于L1，L2，L3和L4每个来说， R1，R2，R3和R4中的至少一个是BG，SG或者FG，和其中在一些实施方案中，在III，IV和V的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键，和
w是x，y或者z，并且对于L1，L2，L3和L4每个来说是相同或者不同的。
在一些实施方案中，该聚合物包含单体单元，其具有式：
其中：
BG是结合基团，其结合到粒子上，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为粒子的混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是官能团，其赋予粒子以电荷，和
R1、R2、R3各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)。
在一些实施方案中，该聚合物包含嵌段单体单元，其具有式：
其中：
R5各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，其中在一些实施方案中，R5处于苯基连接到聚合物主链上的点的对位，和其中在一些实施方案中，大于一个的R5可以存在于苯环上，和
R6是氢或者烷基，其中该烷基是支化的或者未支化的或者其组合，具有1-20个碳原子，或者1-15个碳原子，或者1-10个碳原子，或者1-9个碳原子，或者1-8个碳原子，或者1-7个碳原子，或者1-6个碳原子，或者1-5个碳原子，或者1-4个碳原子，或者1-3个碳原子，或者1-2个碳原子。在一些实施方案中，R6是甲基。
在一些实施方案中，该聚合物包含嵌段单体单元，其具有上式，其中R5处于苯基连接到聚合物主链上的点的对位，和其中仅仅一个R5处于各自的苯基上。这种实施方案用下式表示：
Figure 99308DEST_PATH_IMAGE011
本发明实施方案的聚合物可以根据常规的聚合物化学，使用适当的单体单元来合成。在一些实施方案中，该三嵌段聚合物的每个嵌段是通过聚合起始单体单元分别来制备的。然后，通过“活聚合方法”来将该嵌段组装成三嵌段聚合物。在该活聚合方法中，嵌段是逐步组装的。对于三嵌段共聚物来说，将第一嵌段制作成具有反应性端基，将第二嵌段单体加合到该端基上来制造具有反应性端基的两嵌段聚合物。将第三嵌段单体加合到该两嵌段聚合物上来制造三嵌段聚合物等等。在一些实施方案中，在制备该嵌段共聚物过程中，通过控制用于制备该共聚物的嵌段的单体单元的摩尔浓度，来对每个部分中的单体数进行控制。因此，控制最终嵌段共聚物中结合基团的数目，稳定性提高和均匀性提高基团的数目和赋予电荷基团的数目。该嵌段共聚物可以调节来适应具体的纳米粒子，它的组成和它的用途。
聚合技术包括例如缩合(逐步反应)聚合，加成(链反应)聚合(阴离子等等)，配位聚合，乳液聚合，开环聚合，溶液聚合，逐步生长聚合，等离子体聚合，齐格勒方法，自由基聚合，等离子体聚合，原子转移自由基聚合，可逆加成断裂(fragmentation)和链转移聚合，硝基氧调节聚合等等。聚合条件例如温度，反应介质，pH，时间，加料次序等等取决于所用的聚合类型，所用的包括任何官能团的单体反应物的性质，所用任何催化剂的性质等。这样的条件通常是已知的，因为可使用的聚合技术的类型是本领域已知的。
在一个例子中，作为示例而非限制，聚合物XII是由下面的嵌段单元形成的：
嵌段单元A：
Figure 898637DEST_PATH_IMAGE012
其是使用原子转移聚合，通过聚合下面的单体单元来制备的，其在引发缩聚中使用引发剂例如诸如2-溴丙酸甲酯，其中R5定义同上，R7是保护性基团例如诸如叔丁基：
Figure 422022DEST_PATH_IMAGE013
嵌段单元B：
Figure 648604DEST_PATH_IMAGE014
其是使用原子转移聚合，通过聚合下面的单体单元来制备的，其在引发缩聚中使用引发剂例如诸如2-溴丙酸甲酯：
Figure 890229DEST_PATH_IMAGE015
嵌段单元 C：
Figure 165353DEST_PATH_IMAGE016
其是使用原子转移聚合，通过聚合下面的单体单元来制备的，其在引发缩聚中使用引发剂例如诸如2-溴丙酸甲酯：
Figure 136720DEST_PATH_IMAGE017
上面的嵌段单元A，B和C(XIIa，XIIb和XIIc)然后通过活聚合来组装形成三嵌段聚合物。聚合反应后除去保护性基团。保护性基团的除去方式取决于该保护性基团等的性质，并且可以使用已知的技术例如酯水解等来进行。
聚合物 - 纳米粒子组合物的具体实施方案
使用上述聚合物来制备聚合物-纳米粒子组合物，其包含纳米粒子和聚合物。在不同的实施方案中，该纳米粒子是这样的粒子，其横截面尺寸是大约1 纳米(nm)-大约500nm，或者大约1nm-大约400nm，或者大约1nm-大约300nm，或者大约1nm-大约200nm，或者大约1nm-大约100nm，或者大约1nm-大约50nm，或者大约5nm-大约500nm，或者大约5nm-大约400nm，或者大约5nm-大约300nm，或者大约5nm-大约200nm，或者大约5nm-大约100nm，或者大约5nm-大约50nm，或者大约10nm-大约500nm，或者大约10nm-大约400nm，或者大约10nm-大约300nm，或者大约10nm-大约200nm，或者大约10nm-大约100nm，或者大约10nm-大约50nm。
在一些实施方案中，每个纳米粒子包含基本纯的元素。在一些实施方案中，每个纳米粒子包含双，叔或者季化合物。在一些实施方案中，该纳米粒子包含选自下面族(基于元素周期表)的元素：第2(IIA)族元素，第12(IIB)族元素，第13(IIIA)族元素，第4(IVB)族元素，第5(VB)族元素和第6(VIB)族元素，及其组合，和其氧化物和硫化物。
在一些实施方案中，该纳米粒子是选自下面的元素的氧化物或者硫化物：第2(IIA)族元素，第12(IIB)族元素，第13(IIIA)族元素，第4(IVB)族元素，第5(VB)族元素和第6(VIB)族元素。在一些实施方案中，该纳米粒子是例如诸如下面的金属材料的氧化物或者硫化物：金，银，铂，铜，铱，钯，铁，镍，钴，钛，铪，锆，锌等等及其合金。在一些实施方案中，该纳米粒子是第4(IVB)族金属氧化物例如诸如TiO2，ZrO2，HfO2等等；或者第8-10(VIII)族金属氧化物，Fe2O3，CoO，NiO等等。在一些实施方案中，该纳米粒子不包含半导电材料。但是，在一些实施方案中例如诸如下述的电泳等离子体显示器中，可以使用半导电纳米粒子作为高折射率粒子。这样的粒子包括这样的高折射率粒子，其是第14(IVA)族和第16(VIA)族元素的组合例如诸如PbSe，PbS等等。
在一些实施方案中，聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 471886DEST_PATH_IMAGE018
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
L1、L2和L3各自独立的是一部分的聚合物主链，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是2-大约50的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是可带电的官能团，并且赋予该纳米粒子以电荷，和
NP是纳米粒子。
依靠BG结合到纳米粒子上的聚合物单元的数目取决于该纳米粒子的性质(包括氧或者硫原子的数目)、该纳米粒子的尺寸、BG的性质等等。在一些实施方案中，结合到该纳米粒子上的聚合物单元的数目(t)是大约2-大约50，或者大约2-大约40，或者大约2-大约30，或者大约2-大约20，或者大约2-大约10，或者大约2-大约5，或者大约2-大约4，或者大约2-大约3，或者大约3-大约50，或者大约3-大约40，或者大约3-大约30，或者大约3-大约20，或者大约3-大约10，或者大约3-大约5，或者大约3-大约4，大约4-大约50，或者大约4-大约40，或者大约4-大约30，或者大约4-大约20，或者大约4-大约10，或者大约4-大约5，大约5-大约50，或者大约5-大约40，或者大约5-大约30，或者大约5-大约20，或者大约5-大约10，或者大约5-大约9，或者大约5-大约8，或者大约5-大约7等等。
在上述实施方案中，其中t是4，该聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 997546DEST_PATH_IMAGE019
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
L1、L2和L3各自独立的是一部分的聚合物主链，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是可带电的官能团，并且赋予该纳米粒子以电荷，和
NP是纳米粒子。
在一些实施方案中，聚合物-纳米粒子组合物具有式：
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
L1、L2、L3和L4各自独立的是一部分的聚合物主链，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是2-大约50的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是可带电的官能团，并且赋予该纳米粒子以电荷，和
NP是纳米粒子。
在一些实施方案中，该聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 574337DEST_PATH_IMAGE021
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
R1、R2和R3各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是2-大约50的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是可带电的官能团，并且赋予该纳米粒子以电荷，和
NP是纳米粒子。
在一些实施方案中，其中t是4，该聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 408301DEST_PATH_IMAGE022
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
R1、R2和R3各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，
x，y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子混合物提供了空间稳定性和均匀性，
FG是可带电的官能团，并且赋予该纳米粒子以电荷，和
NP是纳米粒子。
在一些实施方案中，该聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 358940DEST_PATH_IMAGE023
其中：
R5各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，和其中在一些实施方案中，大于一个的R5可以存在于各自的苯环上，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是大约2-大约50的整数，
R6是低级烷基；在一些实施方案中R6是甲基，和
NP是纳米粒子；在一些实施方案中NP包含TiO2、ZrO2或者HfO2。
在一些实施方案中，其中t是4，并且这里仅仅一个R5处于各自的苯环上，其在苯环上的位置是苯基与聚合物主链的连接点的对位，该聚合物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 569341DEST_PATH_IMAGE024
其中：
R5各自独立的选自氢，烷基，取代的烷基，杂烷基(例如烷氧基，取代的烷氧基，硫烷基，取代的硫烷基)，烯基，取代的烯基，杂烯基(例如链烯氧基，取代的链烯氧基，硫烯基，取代的硫烯基)，炔基，取代的炔基，杂炔基(例如炔氧基，取代的炔氧基，硫炔基，取代的硫炔基)，芳基，取代的芳基，杂芳基(例如芳氧基，取代的芳氧基，硫芳基，取代的硫芳基)，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
R6是低级烷基；在一些实施方案中R6是甲基，和
NP是纳米粒子；在一些实施方案中NP包含TiO2、ZrO2或者HfO2。
如上所述，该聚合物可以与纳米粒子反应，来将BG结合到该纳米粒子上。在上面提出了用于BG和所述粒子的不同的官能度。在一些实施方案中，聚合物与纳米粒子的反应包括配位体交换。这样的一种方案的例子表示在图1中，作为示例而非限制。参考图1，将三嵌段共聚物XV与纳米粒子在非极性溶剂中混合。该纳米粒子可以是TiO2，ZrO2或者HfO2，和其中t =4。进行配位体交换反应来产生聚合物-纳米粒子组合物XX，其是稳定的，并且能够高度分散于非极性介质中。取决于FG的性质，XX与电荷控制剂例如酸或者碱的反应导致了FG上电荷的引入(FG-)和产生带电的、稳定的和可分散的聚合物-纳米粒子组合物XXI。
作为示例而非限制，图2表示了聚合物与纳米粒子反应来产生BG结合到纳米粒子上的另外一种实施方案。参考图2，将三嵌段共聚物XI与纳米粒子在非极性溶剂中混合。该纳米粒子可以是TiO2，ZrO2或者HfO2，和其中t =4。进行配位体交换反应来产生聚合物-纳米粒子组合物XVI，其是稳定的，并且能够高度分散于非极性介质中。取决于FG的性质，XVI与电荷控制剂例如酸或者碱的反应导致了在FG上引入电荷 (FG-)和产生带电的、稳定的和分散的聚合物-纳米粒子组合物XXII。
作为示例而非限制，图3表示了聚合物与纳米粒子反应以使得BG结合到该纳米粒子上的另外一种实施方案。参考图3，将三嵌段共聚物XIIA(其中R5处于苯环与该聚合物主链的连接点的对位)与纳米粒子在非极性溶剂中混合。该纳米粒子可以是TiO2，ZrO2或者HfO2，和其中t =4。在这种实施方案中，共聚物XIIA上的BG是羧酸功能的。进行配位体交换反应来产生聚合物-纳米粒子组合物XVIIIA，其是稳定的，并且能够高度分散于非极性介质中。XVIIIA与电荷控制剂(其在这种实施方案中是碱，因为FG是羧酸功能的)的反应导致了从羧酸官能上除去氢离子来产生羧酸盐阴离子。因此，在非极性介质中制备了带电的，稳定的和分散的聚合物-纳米粒子组合物XXIII。
如上所述，在一些制备该聚合物-纳米粒子组合物的实施方案中，使用配位体交换反应。该反应通常是在非极性介质中进行的，其可以是与用于在不同的装置中使用该聚合物-纳米粒子组合物的介质相同的，如下面将要更充分讨论的那样。该反应是通过将聚合物和纳米粒子在非极性介质中混合来进行的。通常，将对该方法中所用的温度进行选择，以使得聚合物向纳米粒子的结合最大等等。所用温度取决于该聚合物上BG基团的性质，聚合物的性质，该纳米粒子的性质，与所述粒子相连的配位体的性质，非极性介质的性质等等。用于该方法的温度通常是大约0℃-大约100℃，或者大约10℃-大约100℃，或者大约20℃-大约100℃，或者大约25℃-大约100℃，或者大约20℃-大约90℃，或者大约20℃-大约80℃，或者大约20℃-大约70℃，或者大约20℃-大约60℃，或者大约20℃-大约50℃，或者大约20℃-大约40℃，或者大约20℃-大约30℃等等。在一些实施方案中，该反应是在环境温度进行的。介质的pH通常是大约3-大约11，或者大约5-大约9，或者大约6-大约8。
聚合物 - 纳米粒子组合物应用的具体实施方案
该聚合物-纳米粒子组合物可以用于多种应用，其包括作为所施加的电场的结果，带电的粒子移动通过液体介质。这样的应用包括例如显示器，包括电泳显示器，用于等离子显示器的电场可寻址电介质等等。将本发明的共聚物-纳米粒子组合物的实施方案用于显示器中产生了在环境友好的非极性介质中高稳定的，带电的均匀纳米粒子分散体。
一种类型的电泳显示器包括粒子，该粒子比该粒子分散在其中的包围液体介质高的折射率。在这种类型的电泳显示器中，在该粒子和包围液体介质之间的折射率差异产生了光散射，该液体介质通常是非极性介质例如诸如烃(例如 C1-C20烷烃和环烷烃，包括取代的烷烃和取代的环烷烃)，例如己烷，环己烷，十二烷，异链烷烃流体(isoparafinnic fluid)例如诸如ISOPAR™ L流体，ISOPAR™ M流体，ISOPAR™ V流体等等)，硅氧烷或者取代的硅氧烷(低和高分子量二者)等等。ISOPAR是ExxonMobil Corp.，TX的注册商标。上述类型的电泳显示器不同于这样的类型电泳显示器，其是一种信息显示器，在其中可见图像是通过使用所施加的电场来重排带电的颜料粒子而形成的。
一些金属氧化物和硫化物适于电泳显示器，其依赖于高折射率粒子的光学散射。该金属氧化物的金属通常来自元素周期表的第2(IIA)族，第12(IIB)族，第13(IIIA)族，第4(IVB)族，第5(VB)族和第6(VIB)族。对于电泳显示器来说特别感兴趣的是第4(IVB)族金属的氧化物例如TiO2，ZrO2和HfO2。这样的金属氧化物例如TiO2适于这种类型的电泳显示器，因为这样的金属氧化物具有良好的化学和热稳定性以及高折射率(其会产生亮白色)。二氧化钛粒子是典型的无机超细粒子。在包括高折射率粒子的电泳显示器中，数百万TiO2粒子，每个直径大约1微米(千分之一毫米)或者更小，悬浮于包含一种或多种烃和黑色染料的液体介质中。该TiO2粒子覆盖有充电剂来使得它们带电荷。
虽然已经报道了通过化学或者物理方法例如吸附，无机涂覆等等来对这样的金属氧化物粒子例如TiO2粒子进行表面改性，但是所形成的改性粒子的分散体的稳定性和电荷对于某些应用(特别是当该应用需要小粒子例如纳米粒子时)来说是不足的。另外，一些改性金属氧化物表面需要毒性溶剂例如诸如四氯乙烯(PCE)作为分散介质。本发明的共聚物-纳米粒子组合物提供了在非极性介质中高稳定的，带电的均匀纳米粒子分散体，用于使用高折射率粒子的电泳显示器中。
在上述类型的电泳显示器中，金属氧化物粒子分散或者悬浮于间隔大约10-大约100微米的两个平行导电板之间的烃油中。还将黑色染料以及表面活性剂和充电剂(其使得所述粒子带电荷)一起加入该油中。该平行导电板连接到电路上，这允许外部信号来操控在显示器的不同的精确点上的电荷。通过操控该电荷，所述粒子移向显示器表面或者停留在后面附近。这种效应称作电泳，以其命名了显示器。当处于表面时，该金属氧化物粒子散射光，因此外观是亮白色。当在后面附近时，该染料溶液产生了黑色像素。通过操控整个显示器的电荷，能够产生图像。使用滤色器使得该显示器是全可见光谱的。如果将背电极分成许多小图像元素或者像素，则可以通过施加适当的电压到该显示器的每个区域来产生反射和吸收区域图案，从而形成图像。
这里有许多用于电泳显示器的驱动电子。在一种方案中，将两个电极交叠，并且它们之间存在间隙。该间隙包含电泳粒子和液体介质。每个像素是通过电极的交叠来限定的。在这种方案中，每个像素直接连接于显示器控制器，和每个像素是通过控制器的施加电压来直接更新的。这种类型显示器的每个线是分别寻址的。在另外一种方案中，不同于单像素寻址，在每个像素处的薄膜晶体管充当了非线性元件，来进行逐行寻址。行电极充当了开关来使得该行处于导电或者非导电(即“接通”或者“关闭”)，通过数据线提供了形成图像所必需的电压。其他方案包括局部增加电荷来使得带电粒子移动穿过液体介质的装置。这些后者的驱动类型包括使用静电寻址的外部寻址，离子发射，和光电导体寻址。
在根据本发明实施方案的一种装置中，该装置包含至少两个导电板，其中该导电板是分别通过一个或多个电压源激活的。根据本发明的该实施方案，将处于非极性介质中的共聚物-纳米粒子组合物布置到导电板之间，其中该共聚物-纳米粒子组合物包含纳米粒子，每个纳米粒子上面结合有一种或多种共聚物。该共聚物包含第一、第二和第三嵌段单元。第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上。第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含疏水性部分，来提供粒子的空间稳定性和聚合物在非极性介质中的混合物的均匀性。第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷。该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子在非极性介质中的稳定性，其混合物的均匀性和电荷。
作为示例而非限制，图4表示了使用本发明实施方案的共聚物-纳米粒子组合物的一种装置的实施方案。装置10包含两个导电板12和14，在板12和板14之间布置有密封间隙16。每个板12和板14分别依靠线20和22连接到电压源18。电压源18被设计来分别激活板12和板14。根据本发明实施方案的聚合物-纳米粒子组合物(其包含在非极性介质26中的纳米粒子24)布置在间隙16中。在使用中，板12和14分别激活来产生期望的显示器。
本发明的共聚物-纳米粒子组合物还能够用于基于纳米尺寸结构的可调等离子共振的反射显示器，其描述在US专利申请No.11/888356(申请日2007年7月31日)。这种类型的显示器依赖于这样的事实，即，等离子共振能够强烈的吸收或者散射光。所吸收或者散射的波长取决于包围等离子结构的介质的介电性能。在一种实施方案中，该等离子结构邻近的介电性能是通过朝着或者离开这些结构的流体中的电泳移动高折射率粒子来控制的，由此调节它们的表观颜色。
定义：
下面提供定义来用于上面所用的术语和措词，其在前面没有定义过。
作为此处使用的，措词“至少”表示规定项目的数目可以等于或者大于所述的数字。作为此处使用的，措词“大约”表示所述的数字可以通过加减10%而不同；例如“大约5”表示4.5-5.5。术语“在……之间”当与两个数字配合使用时例如诸如“在大约2到大约50之间”包括所述数字二者。因此，措词“在大约2到大约100之间的整数”表示该整数可以是大约2或者大约100或者2到100之间的任何整数。
术语“取代的”表示化合物或者部分上的氢原子被另外一种原子例如碳原子或者杂原子(其被称作取代基的基团的一部分)所取代。取代基包括例如烷基，烷氧基，芳基，芳氧基，烯基，链烯氧基，炔基，炔氧基，硫烷基，硫烯基，硫炔基，硫芳基等等。
作为此处使用的，术语“杂原子”表示氮，氧，磷或者硫。术语“卤代”和“卤素”表示氟，氯，溴或者碘取代基。术语“成环”表示具有脂环族或者芳族环结构，其可以取代或者不取代，和可以包括一个或多个杂原子或者不包括一个或多个杂原子。成环结构包括单环结构，双环结构和多环结构。术语“脂环族”用来指脂肪族成环部分，与芳族成环部分相对。
作为此处使用的，措词“芳族环系统”或者“芳烃”包括单环环，双环环系统和多环环系统，在其中单环环，或者双环环系统或者多环环系统的至少一部分是芳族的(表现出例如π共轭)。该芳族环系统的单环环，双环环系统和多环环系统可以包括碳环环和/或杂环环。术语“碳环环”表示其中每个环原子是碳的环。术语“杂环环”表示其中至少一个环原子不是碳的环，并且包含1-4个杂原子。
作为此处使用的，术语“烷基”表示支化的，未支化的，或者成环的饱和的烃基团，虽然并非必需，但是其典型的包含1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子等等。烷基包括但不限于甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，叔丁基，辛基，癸基等等，以及环烷基例如环戊基，环己基等等。术语“低级烷基”表示具有1-6个碳原子的烷基。术语“高级烷基”表示具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多的烷基。作为此处使用的，术语“取代的烷基”表示用一个或多个取代基取代的烷基。术语“杂烷基”表示其中至少一个碳原子被杂原子取代的烷基。如果没有另外的指示，则术语“烷基”包括未取代的烷基，取代的烷基，低级烷基和杂烷基。
作为此处使用的，术语“烯基”表示线性的，支化的或者成环的具有2-大约50个碳原子，或者2-大约40个碳原子，或者2-大约30个碳原子或者更多的烃基，其含有至少一个双键，例如乙烯基，正丙烯基，异丙烯基，正丁烯基，异丁烯基，辛烯基，癸烯基，十四碳烯基，十六碳烯基，二十碳烯基，二十四碳烯基等等。术语“低级烯基”表示具有2-6个碳原子的烯基。术语“高级烯基”表示具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多的烯基。术语“取代的烯基”表示用一个或多个取代基取代的烯基或者环烯基。术语“杂烯基”表示其中至少一个碳原子被杂原子取代的烯基或者环烯基。如果没有另外的指示，则术语“烯基”包括未取代的烯基，取代的烯基，低级烯基和杂烯基。
作为此处使用的，术语“炔基”表示线性的，支化的或者成环的具有2-大约50个碳原子，或者2-大约40个碳原子，或者2-大约30个碳原子或者更高的烃基，其含有至少一个叁键，例如乙炔基，正丙炔基，异丙炔基，正丁炔基，异丁炔基，辛炔基，癸炔基，十四碳炔基，十六碳炔基，二十碳炔基，二十四碳炔基等等。术语“低级炔基”表示具有2-6个碳原子的炔基。术语“高级炔基”表示具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多的炔基。术语“取代的炔基”表示用一个或多个取代基取代的炔基或者环炔基。术语“杂炔基”表示其中至少一个碳原子被杂原子取代的炔基或者环炔基。如果没有其他的指示，则术语“炔基”包括未取代的炔基，取代的炔基，低级炔基和杂炔基。
作为此处使用的，术语“亚烷基”表示线性的，支化的或者成环的具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子的烷基，其中烷基位置中的两个氢原子被取代。亚烷基连接基因此包括-CH2CH2-和-CH2CH2CH2-等等，以及其取代的样式，其中一个或多个氢原子被非氢取代基取代。术语“低级亚烷基”指的是含有2-6个碳原子的亚烷基。术语“高级亚烷基”表示具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多的亚烷基。作为此处使用的，术语“取代的亚烷基”表示用一个或多个取代基取代的亚烷基。作为此处使用的，术语“杂亚烷基”表示其中一个或多个亚甲基单元被杂原子取代的亚烷基。如果没有其他的指示，则术语“亚烷基”包括杂亚烷基。
作为此处使用的，术语“亚烯基”表示含有至少一个双键的具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子的亚烷基，例如亚乙烯基(乙烯撑)，正亚丙烯基，正亚丁烯基，正亚己烯基等等以及其取代的样式（其中一个或多个氢原子被非氢取代基取代）。术语“低级亚烯基”指的是含有2-6个碳原子的亚烯基。术语“高级亚烯基”表示具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多的亚烯基。作为此处使用的，术语“取代的亚烯基”表示用一个或多个取代基取代的亚烯基。作为此处使用的，术语“杂亚烯基”表示其中一个或多个亚烯基单元被杂原子取代的亚烯基。如果没有其他的指示，则术语“亚烯基”包括杂亚烯基。
作为此处使用的，术语“亚炔基”表示含有至少一个叁键的具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子的亚烷基，例如亚乙炔基，正亚丙炔基，正亚丁炔基，正亚己炔基等等。术语“低级亚炔基”指的是含有2-6个碳原子的亚炔基。术语“高级亚炔基”表示具有大于6个碳原子的亚炔基，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的亚炔基”表示用一个或多个取代基取代的亚炔基。作为此处使用的，术语“杂亚炔基”表示其中一个或多个亚炔基单元被杂原子取代的亚炔基。如果没有其他的指示，则术语“亚炔基”包括杂亚炔基。
作为此处使用的，术语“烷氧基”表示通过单个的端醚连接基键合到另外一个化学结构的烷基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级烷氧基”表示这样的烷氧基，其中该烷基包含1-6个碳原子，和包括例如甲氧基，乙氧基，正丙氧基，异丙氧基，叔丁氧基等等。术语“高级烷氧基”表示烷氧基，其中该烷基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的烷氧基”表示用一个或多个取代基取代的烷氧基。术语“杂烷氧基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的烷氧基。如果没有其他的指示，则术语“烷氧基”包括未取代的烷氧基，取代的烷氧基，低级烷氧基和杂烷氧基。
作为此处使用的，术语“链烯氧基”表示通过单个的端醚连接基键合到另外一个化学结构的烯基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级链烯氧基”表示链烯氧基，其中该烯基包含2-6个碳原子，和包括例如乙烯氧基，正丙烯氧基，异丙烯氧基，叔丁烯氧基等等。术语“高级链烯氧基”表示链烯氧基，其中该烯基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的链烯氧基”表示用一个或多个取代基取代的链烯氧基。术语“杂链烯氧基”表示其中至少一个碳原子被杂原子取代的链烯氧基。如果没有其他的指示，则术语“链烯氧基”包括未取代的链烯氧基，取代的链烯氧基，低级链烯氧基，高级链烯氧基和杂链烯氧基。
作为此处使用的，术语“炔氧基”表示通过单个的端醚连接基键合到另外一个化学结构的炔基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级炔氧基”表示炔氧基，其中该炔基包含2-6个碳原子，和包括例如乙炔氧基，正丙炔氧基，异丙炔氧基，叔丁炔氧基等等。术语“高级炔氧基”表示炔氧基，其中该炔基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的炔氧基”表示用一个或多个取代基取代的炔氧基。术语“杂炔氧基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的炔氧基。如果没有其他的指示，则术语“炔氧基”包括未取代的炔氧基，取代的炔氧基，低级炔氧基，高级炔氧基和杂炔氧基。
作为此处使用的，术语“硫烷基”表示通过单个的端硫代(硫)连接基键合到另外一个化学结构的烷基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级硫烷基”表示硫烷基，其中该烷基包含1-6个碳原子，和包括例如硫甲基，硫乙基，硫丙基等等。术语“高级硫烷基”表示硫烷基，其中该烷基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的硫烷基”表示用一个或多个取代基取代的硫烷基。术语“杂硫烷基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的硫烷基。如果没有其他的指示，则术语“硫烷基”包括未取代的硫烷基，取代的硫烷基，低级硫烷基和杂硫烷基。
作为此处使用的，术语“硫烯基”表示通过单个的端硫代(硫)连接基键合到另外一个化学结构的烯基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级硫烯基”表示硫烯基，其中该烯基包含2-6个碳原子，和包括例如硫乙烯基，硫丙烯基等等术语。“高级硫烯基”表示硫烯基，其中该烯基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的硫烯基”表示用一个或多个取代基取代的硫烯基。术语“杂硫烯基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的硫烯基。如果没有其他的指示，则术语“硫烯基”包括未取代的硫烯基，取代的硫烯基，低级硫烯基和杂硫烯基。
作为此处使用的，术语“硫炔基”表示通过单个的端硫代(硫)连接基键合到另外一个化学结构的炔基，其具有1-大约50个碳原子，或者1-大约40个碳原子，或者1-大约30个碳原子。作为此处使用的，术语“低级硫炔基”表示硫炔基，其中该烷基包含2-6个碳原子，和包括例如硫乙炔基，硫丙炔基等等。术语“高级硫炔基”表示硫炔基，其中该炔基具有大于6个碳原子，例如7-大约50个碳原子，或者7-大约40个碳原子，或者7-大约30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“取代的硫炔基”表示用一个或多个取代基取代的硫炔基。术语“杂硫炔基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的硫炔基。如果没有其他的指示，则术语“硫炔基”包括未取代的硫炔基，取代的硫炔基，低级硫炔基和杂硫炔基。
术语“芳基”表示这样的基团，其含有单个芳环或者多个芳环，该芳环是稠合到一起的，直接连接的或者间接连接的(这样不同的芳族环键合到共同的基团例如亚甲基或者亚乙基部分上)。此处所述的芳基可以包含但不限于5-大约50个碳原子，或者5-大约40个碳原子，或者5-30个碳原子或者更多。芳基包括例如苯基，萘基，蒽基，菲基，联苯基，二苯基醚，二苯基胺，苯甲酮等等。术语“取代的芳基”指的是包含一个或多个取代基的芳基。术语“杂芳基”表示在其中至少一个碳原子被杂原子取代的芳基。如果没有其他的指示，则术语“芳基”包括未取代的芳基，取代的芳基和杂芳基。
作为此处使用的，术语“芳氧基”表示通过单个的端醚(氧)连接基键合到另外一个化学结构的芳基，其具有5-大约50个碳原子，或者5-大约40个碳原子，或者5-30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“苯氧基”是其中芳基是苯基的芳氧基。
作为此处使用的，术语“硫芳基”表示通过单个的端硫代(硫)连接基键合到另外一个化学结构的芳基，其具有5-大约50个碳原子，或者5-大约40个碳原子，或者5-30个碳原子或者更多。作为此处使用的，术语“硫苯基”是其中芳基是苯基的硫芳基。
实施例
材料：
除非另有指示，否则下面试验中的材料购自Aldrich Chemiacl Company，St.Louis，MO。
制备嵌段丙烯酸 / 甲基丙烯酸 XXIV ：
将溴化铜(I)(8.66g)在500ml烧瓶中用氮气进行饱和。加入丙酮(120ml)，随后加入N，N，N'，N'，N'-五甲基二乙烯四胺(PMDETA)(13.3ml)。将该混合物搅拌来获得铜络合物。加入丙烯酸叔丁酯(90.6g)和甲基丙烯酸叔丁酯(109.4g)的混合物。将该反应混合物冷却到大约5℃。然后，加入引发剂2-溴丙酸甲酯(MBP)(37ml)。将该混合物在大约5℃保持另外1 h(h =小时)，并且使其达到室温。将该混合物在环境温度搅拌41 h，随后加热到75℃达1 h。将该混合物冷却，并且加入丙酮(80g)来稀释该聚合物溶液。将该混合物通过中性氧化铝柱进行过滤，来完全除去铜络合物。将该溶剂在低压下除去，来获得具有溴端基的嵌段XXIV。这种分子XXIV充当了大引发剂，并且用于混入到其他嵌段中。该反应是在氮气下进行的。
Figure 921825DEST_PATH_IMAGE025
制备聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 丙烯酸 / 甲基丙烯酸 )XXV ：
制备来自上述试验的大引发剂XXIV(41.16g)在苯乙烯(112.95g)和甲苯(40ml)中的溶液。将氯化亚铜(I)(2.53g)加入500ml烧瓶中，并且用氮气饱和。加入甲苯(40ml)，随后加入PMDETA(3.9ml)。颜色变成深绿色表明形成了铜络合物。加入含有苯乙烯的大引发剂溶液。将该溶液加热到95℃达6 h。停止加热，并且冷却到室温。将该反应混合物用己烷稀释，通过中性氧化铝柱过滤来除去该铜络合物。减压除去溶剂和多余的苯乙烯单体。将所获得的聚合物溶解到二氯甲烷(200ml)中，并且与三氟乙酸(180g) 混合。将该反应混合物室温搅拌一整夜来水解叔丁基(通过叔丁基在质子NMR光谱中1.4ppm处的消失来确认)。减压除去全部的挥发性材料，并且将所获得的聚合物重新溶解到四氢呋喃(250ml)中，并且在冷己烷(1.4 L)中沉淀。收集该沉淀的聚合物XXV，并且在70℃真空干燥48h，来获得聚合物，其具有苯乙烯与丙烯酸和甲基丙烯酸混合物的嵌段。
Figure 864373DEST_PATH_IMAGE026
制备甲基丙烯酸嵌段 XXVI ：
将溴化亚铜(I)(10.39g)放入500ml烧瓶中，并且用氮气进行饱和。加入丙酮(30ml)，随后加入N，N，N'，N'，N'-五甲基二乙烯四胺(PMDETA)(13.3ml)。将其搅拌来获得铜络合物。加入甲基丙烯酸叔丁酯(252g)。加入引发剂2-溴丙酸甲酯(MBP)(37ml)。将该反应混合物冷却到大约5℃，并且除去冷却剂。将该混合物加热3 h和冷却。加入丙酮(500ml)来稀释该聚合物溶液。将该混合物通过中性氧化铝柱进行过滤，来完全除去铜络合物。将该溶剂在低压下除去，来获得比例为70：30的聚合物XXVI和未反应单体的混合物。将聚合物XXVI(大引发剂混合物)(71g)与苯乙烯单体(131.6g)一起溶解到甲苯(40ml)中，并且用于下面的进一步聚合。
制备聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 甲基丙烯酸 )XXVII ：
将氯化亚铜(I)(4.02g)放入500ml烧瓶中，并且用氮气进行饱和。加入甲苯(5ml)，随后加入N，N，N'，N'，N'-五甲基二乙烯四胺(PMDETA)(6.3ml)。将该混合物搅拌来获得铜络合物。加入上述步骤的含有苯乙烯的引发剂溶液。将该溶液加热到85℃达17 h。停止加热，并且将该溶液冷却到室温。将该混合物用甲苯(600ml)稀释，通过中性氧化铝柱过滤来除去该铜络合物。减压除去溶剂和多余的苯乙烯单体。将所获得的聚合物溶解到二氯甲烷(250ml)中，并且与三氟乙酸(150ml) 混合。将该混合物室温搅拌来水解叔丁基(通过叔丁基在质子NMR光谱中1.4ppm处的消失来确认)。将该混合物浓缩，然后在己烷(1.6 L)中沉淀。收集沉淀的聚合物XXVII，并且在85℃真空干燥48 h来获得聚合物，其具有苯乙烯和甲基丙烯酸嵌段。
Figure 519663DEST_PATH_IMAGE028
制备三嵌段共聚物 - 纳米粒子组合物：
将60mg的TiO2纳米粒子和60mg的根据 XII的三嵌段共聚物(以类似于前述段落中所述的方式，由嵌段来制备)在6g环己烷中的混合物置于室温的超声波发生器中1小时。所形成的三嵌段共聚物-纳米粒子组合物表现出粒度为170nm，电动电势是-50MV。上述数据表明该三嵌段共聚物-纳米粒子组合物是良好分散和带电的。
虽然为了清楚理解的目的而通过说明和示例以某些细节来描述了前述的本发明，但是对本领域技术人员来说很显然按照本发明的教导，可以对其进行某些改变和改进，而不脱离附加的权利要求的主旨或范围。此外，前述说明，出于解释的目的，使用了具体的命名来提供对于本发明通彻的理解。但是，对本领域技术人员来说很显然需要特定的细节来实施本发明。因此，提出了本发明具体实施方案的前述说明来用于示例和说明的目的；它们并非打算是穷举的或者并非打算将本发明限制到所公开的精确的形式。考虑到上述的教导，可以进行许多的改进和变化。选择和描述所述的实施方案来解释本发明的原理和它的实际应用，以及由此使得本领域技术人员能够使用本发明。

Claims (11)

1.一种嵌段共聚物-纳米粒子组合物，其包含：
纳米粒子，该粒子上结合有共聚物，该共聚物包含：
包含单体的重复单元的第一嵌段单元，该单体包含结合基团来结合到纳米粒子上；
包含单体的重复单元的第二嵌段单元，该单体包含疏水性部分，来提供纳米粒子的空间稳定性和该共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性；和
包含单体的重复单元的第三嵌段单元，该单体包含可带电基团来赋予纳米粒子电荷，
其中该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子在非极性介质中的稳定性，其混合物的均匀性和电荷，其中该纳米粒子包含选自下面的元素：第IIA族元素、第IIB族元素、第IIIA族元素、第IVB族元素、第VB族元素和第VIB族元素及其组合和其氧化物和硫化物，
其中该嵌段共聚物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 2009801558582100001DEST_PATH_IMAGE001
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子上，
R1、R2和R3各自独立的选自氢、烷基、取代的烷基、杂烷基、烯基、取代的烯基、杂烯基、炔基、取代的炔基、杂炔基、芳基、取代的芳基、杂芳基，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是2-大约50的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子提供了空间稳定性和混合物均匀性，
FG是可带电的官能团，其为该纳米粒子赋予电荷，和
NP是纳米粒子。
2.一种嵌段共聚物-纳米粒子组合物，其包含：
纳米粒子，该粒子上结合有共聚物，该共聚物包含：
包含单体的重复单元的第一嵌段单元，该单体包含结合基团来结合到纳米粒子上；
包含单体的重复单元的第二嵌段单元，该单体包含疏水性部分，来提供纳米粒子的空间稳定性和该共聚物-纳米粒子组合物在非极性介质中的混合物的均匀性；和
包含单体的重复单元的第三嵌段单元，该单体包含可带电基团来赋予纳米粒子电荷，
其中该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子在非极性介质中的稳定性，其混合物的均匀性和电荷，其中该纳米粒子包含选自下面的元素：第IIA族元素、第IIB族元素、第IIIA族元素、第IVB族元素、第VB族元素和第VIB族元素及其组合和其氧化物和硫化物，
其中该嵌段共聚物-纳米粒子组合物具有式：
Figure 2009801558582100001DEST_PATH_IMAGE002
其中：
R5各自独立的选自氢、烷基、取代的烷基、杂烷基、烯基、取代的烯基、杂烯基、炔基、取代的炔基、杂炔基、芳基、取代的芳基、杂芳基，其中大于一个R5可以存在于苯环上，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
t是2-大约50的整数，和
R6是低级烷基。
3.权利要求1的共聚物-纳米粒子组合物，其中：
BG独立的选自伯胺、仲胺、叔胺、酰胺、腈、异腈、氰酸酯、异氰酸酯、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、叠氮化物、硫醇、硫醇盐、硫化物、亚磺酸盐、磺酸盐、磷酸盐、羟基、醇化物、酚盐、羰基、羧酸盐、膦、氧化膦、膦酸、磷酰胺和磷酸盐，
SG独立的选自烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基和取代的芳基，
L1、L2和L3各自独立的选自：
Figure 2009801558582100001DEST_PATH_IMAGE003
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢、烷基、取代的烷基、杂烷基、烯基、取代的烯基、杂烯基、炔基、取代的炔基、杂炔基、芳基、取代的芳基、杂芳基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个是BG、SG或者FG，和其中在III、IV和V的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键，和
FG是酸性官能度或者碱性官能度。
4.权利要求1的共聚物-纳米粒子组合物，其是处于非极性介质中的均匀混合物。
5.权利要求1的共聚物-纳米粒子组合物，其中该纳米粒子选自TiO2粒子、 ZrO2粒子和HfO2粒子。
6.一种显示装置，其包含权利要求1的共聚物-纳米粒子组合物。
7.一种制备权利要求1或2的共聚物-纳米粒子组合物的方法，该方法包括：
将纳米粒子和嵌段共聚物在非极性介质中进行合并，该嵌段共聚物包含第一、第二和第三嵌段单元，第一嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包含结合基团来结合到该纳米粒子上，第二嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包括疏水性部分，来提供纳米粒子的混合物在非极性介质中的空间稳定性和均匀性，第三嵌段单元包含单体的重复单元，该单体包括可带电基团，其赋予该纳米粒子以电荷，
其中该共聚物中各嵌段单元的次序和各嵌段单元中单体的重复单元的数目控制了纳米粒子的稳定性，其混合物的均匀性和电荷，其中该纳米粒子包含选自下面的元素：第IIA族元素、第IIB族元素、第IIIA族元素、第IVB族元素、第VB族元素和第VIB族元素及其组合和其氧化物和硫化物。
8.权利要求7的方法，其中该聚合物具有式：
Figure 2009801558582100001DEST_PATH_IMAGE004
其中：
BG是结合基团，其结合到该纳米粒子，
Li、L2和L3各自独立的是一部分的聚合物主链，
x、y和z独立的是1-大约5000的整数，
SG是疏水性部分，其为该纳米粒子提供了空间稳定性和混合物均匀性，和
FG是为可带电基团的官能团，其赋予该共聚物电荷。
9.权利要求8的方法，其中：
BG独立的选自伯胺、仲胺、叔胺、酰胺、腈、异腈、氰酸酯、异氰酸酯、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、叠氮化物、硫醇、硫醇盐、硫化物、亚磺酸盐、磺酸盐、磷酸盐、羟基、醇化物、酚盐、羰基、羧酸盐、膦、膦氧化物、膦酸、磷酰胺和磷酸盐，
SG选自烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、芳氧基和取代的芳氧基，
L1、L2和L3各自独立的选自：
其中：
R1、R2、R3、R4各自独立的选自氢、烷基、取代的烷基、杂烷基、烯基、取代的烯基、杂烯基、炔基、取代的炔基、杂炔基、芳基、取代的芳基、杂芳基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个是BG、SG或者FG，和其中III、IV和V的一个或多个中的R1和R3可以一起来形成键，和
FG是酸性官能度或者碱性官能度。
10.权利要求9的方法，其中一个或多个BG基团结合到该纳米粒子上。
11.一种装置，其包含：
(a)至少两个导电板，其中该导电板是通过一个或多个电压源来分别激活的；和
(b)在该导电板之间的非极性介质中的权利要求1或2的嵌段共聚物-纳米粒子组合物。
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