CN110526588B - 一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法 - Google Patents

一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，包括结晶性嵌段共聚物的合成、柱状胶束晶种的制备、柱状胶束晶种在材料表面上的负载和胶束刷的制备。本发明所述制备方法基于材料表面引发生长，基材选择范围广，所得胶束刷尺寸均一、结构稳定、不易脱落。本发明不同于传统材料表面功能化方法，既结合了表面化学性能的可设计性与尺寸的可调控性，同时能制备材料表面有序的微/纳米结构。本发明的制备过程简便高效，根据成核链段与成壳链段的不同结构设计，可制备具有可控亲/疏水性、pH响应性、导电性、生物相容性、抑菌性、防污性等功能的胶束刷，用其修饰表面的基材有望在催化、分离、过滤、防污、抗菌等领域应用。

Description

一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法
技术领域
本发明涉及一种表面修饰功能性微纳米结构的方法，特别是一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法。
背景技术
材料表面功能化修饰在工业领域和日常生活中都具有重要的应用价值。传统制备不同性能的材料表面的方法有喷涂沉积法[Nano Energy 2017,32,414]、旋涂法[Adv.Mater.2014,26,8179]、电化学沉积[Nano Lett.2017,17,4502]、热处理法[Nat.Energ.2018,3,764]等。而在微观尺度上，构建有序的微/纳米结构是实现表面功能化的一种有力手段，模仿自然界中生物微观拓扑结构可以实现材料表面功能化，如蝴蝶翅膀在不同角度能呈现不同的颜色[Soft Matter 2007,3,178]、水黾的腿具有超疏水性能[Nature 2004,432,36]等。
目前，通过表面引发聚合制备聚合物刷已逐渐成为材料表面功能化的一种新颖方法[专利CN109134715A，CN106459228A]。聚合物一端通过共价结合的方式连接材料表面，且活性的聚合过程也使精确调控材料表面的化学性能成为可能。然而，基于聚合物刷构建表面的微/纳米结构仍然是一个挑战。
因此，通过自下而上的方法构建具有有序微/纳米结构的材料表面，并将表面化学性质的可设计性与尺寸可调控性良好地结合是一个亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法。在材料表面制备一种尺寸与性能均可精确调控的刷状结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，包括以下步骤：
(1)嵌段聚合物的制备
通过聚合制备具有成核链段与成壳链段的结晶性嵌段聚合物；
(2)柱状胶束晶种的制备
在一定的温度下将步骤(1)制备的嵌段聚合物溶于选择性溶剂a中，然后降温使嵌段聚合物自组装，再超声处理，形成柱状胶束晶种；
(3)胶束刷的制备
将步骤(2)制备的柱状胶束晶种负载在基材表面，静置一段时间后除去与基材结合不完全的晶种，得到负载有柱状胶束晶种的基材；
(4)胶束刷的制备
将步骤(3)所得负载有柱状胶束晶种的基材浸泡在选择性溶剂b中，再将步骤(1)制得的嵌段共聚物与四氢呋喃混合后，少量滴入浸泡有基材的选择性溶剂b中，振荡，然后静置，再除去游离的共聚物，即得所述结晶性嵌段共聚物胶束刷。
优选地，步骤(1)中，所述嵌段共聚物的成核链段为聚二茂铁硅烷类、聚噻吩类、聚乳酸类、聚乙烯类、聚己内酯类、聚苯撑乙烯类、聚硒吩类、聚芴类、全氟液晶型类聚合物中的一种；
所述嵌段共聚物的成壳链段为聚苯乙烯类、聚乙烯基吡啶类、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯酰胺类、聚硅氧烷类、聚丁二烯类、聚异戊二烯类聚合物中的至少一种。
优选地，采用活性结晶生长链段。具体包括如下链段：
成核链段：
Figure BDA0002165310400000021
成壳链段：
Figure BDA0002165310400000031
优选地，步骤(1)中，所述聚合的方法包括活性阴离子聚合、化学氧化聚合、活性可控自由基聚合、开环聚合中的一种。更优选采用活性可控自由基聚合。
优选地，所述结晶性嵌段聚合物的成核链段的聚合度为10～50，成壳链段与成核链段聚合物的比值为2:1～15:1。
优选地，步骤(2)中，所述将步骤(1)制备的嵌段聚合物溶于选择性溶剂a的温度为40～90℃，保持在溶剂的沸点以下；
所述选择性溶剂指成核链段的不良溶剂，成壳链段的良溶剂，根据链段的不同,选择性溶剂a可以是水、甲醇、乙醇、丙醇以及异丙醇中的至少一种；
所述嵌段共聚物在选择性溶剂a中的浓度为0.01～1mg/mL；所述超声处理的时间为0.25～2h，超声强度为50～140W。超声的目的是制备具有生长活性的、尺寸均一的晶种，从而在材料表面高效制备分布致密、长度均一的胶束刷，这种胶束刷具有优异的应用性能。如果直接采用长柱状胶束作为晶种，则无法实现在基材上的致密负载；且未经过超声的长柱状胶束长度不均一，成核链段结晶情况不同导致生长活性不同。以上因素均会影响本发明所述胶束刷的形成。如果超声功率过大，则可能导致胶束解离，无法形成晶种；如果超声功率过小，则无法达到目的。
更优选地，步骤(2)中所述柱状胶束晶种尺寸均一，结构稳定。两端为活性结晶生长面，可以诱导进一步结晶驱动的自组装，能结晶活性生长。
优选地，步骤(3)中，所述负载的方法为混合、旋涂、滴涂、浸渍、提拉涂附、喷涂中的至少一种。
优选地，步骤(3)中，所述基材为二氧化硅、金属、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、氧化石墨烯、碳纳米管中的任意一种。
优选地，步骤(3)中，所述基材为平面、曲面中的任意一种，具体包括片层、板材、膜以及粒子、柱、管中的任意一种。
优选地，步骤(3)中，与基材结合不完全的晶种的除去方法为离心、淋洗、沉降、过滤中的任意一种。
优选地，步骤(4)中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇以及异丙醇或正戊烷、正己烷、正庚烷中的至少一种；
所述浸泡的温度为0～50℃；
所述除去游离的共聚物的方法为离心、淋洗、沉降中的任意一种。
优选地，步骤(4)中，所述嵌段共聚物与四氢呋喃混合形成的溶液的浓度为1～20mg/mL；
所述嵌段共聚物与四氢呋喃混合后形成的溶液滴入浸泡有基材的溶剂中的体积为1～20μL/mL溶剂；
所述振荡时间为10s～2h，静置时间为0.5～72h。
优选地，所述引发生长的方式为晶种生长。
优选地，所述胶束刷在制备完成后其末端仍具有活性结晶生长的能力，可实现对胶束刷高度尺寸的精确调节以及依据功能化需求对壳层结构的设计。
所述柱状胶束晶种有多种与基材的作用方式与锚定方法，基材选择范围较广；所述胶束刷高度尺寸均一，结构稳定，不易脱落；所述基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法可以根据对核层与壳层结构的设计可控地实现特定的功能。
本发明中胶束刷形成的原理是：具有结晶生长活性的短柱状胶束晶种通过一定的相互作用负载在基材表面，通过活性结晶驱动自组装中晶种生长的方式引发晶种生长成为长纤维状胶束。由于晶种固定于基材表面，这些长纤维状胶束也分布于表面形成刷状形貌，即本发明所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷。
本发明还提供了一种如前述的方法制备的具有可控亲/疏水性、pH响应性、导电性、生物相容性、抑菌性、防污性功能的胶束刷，以及其在催化、分离、过滤、防污、抗菌领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明所述胶束刷由柱状胶束晶种进行活性结晶自组装生长得到，高度尺寸均一，且为微/纳米尺度，能有效解决难以基于界面引发生长的聚合物刷制备微/纳米结构的问题。
(2)本发明所采取的活性结晶自组装技术能够实现精确的纳米结构设计和功能设计。
(3)本发明的制备过程简便高效，能够广泛应用与催化、分离、过滤、防污、抗菌等应用领域。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本发明实施例1中胶束刷制备示意图；
图2：本发明实施例1中所得胶束刷的原子力显微镜图；
图3：本发明实施例2中所得嵌段胶束刷的原子力显微镜图；
图4：本发明实施例1的胶束刷的催化性能测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)结晶性嵌段共聚物的制备
四氢呋喃在氮气氛围下蒸馏提纯，再加入少量正丁基锂蒸馏提纯；2-乙烯基吡啶、二乙烯基苯经氢化钙除水，蒸馏提纯，再加入少量三辛基铝蒸馏提纯；氯化锂、对叔丁基苯酚经120℃高温处理。
通过活性阴离子聚合制备嵌段聚合物PFS30-b-P2VP226：在氩气氛围的手套箱中，取出四氢呋喃(30mL)，加入正丁基锂至有颜色，搅拌过夜。将二茂铁二甲基硅烷(0.363g，1.5mmol)溶于四氢呋喃中，在搅拌条件下加入仲丁基锂(38.5μL,1.3M)，室温下反应1h，溶液由红色变为橙色即为反应完全。随后取出2mL溶液，加入对叔丁基苯酚终止反应，用于后续核磁氢谱与凝胶色谱分析。随后将反应置于-78℃环境中，加入二乙烯基苯(54.9μL，0.28mmol)，溶液变为酒红色，搅拌条件下反应15min；将氯化锂(0.0198g，0.47mmol)与二乙烯基吡啶(1.11mL，0.011mol)溶于少量四氢呋喃中，在搅拌条件下加入反应，-78℃下反应2h，加入对叔丁基苯酚终止反应并从手套箱中取出。将反应完的溶液滴入正己烷进行沉降，所得固体用四氢呋喃溶解，共进行三次溶解-沉降提纯。沉降产物在真空干燥箱中干燥，经核磁氢谱和凝胶色谱分析，最终得到结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226。具体结构式如下：
Figure BDA0002165310400000061
(2)柱状胶束晶种的制备
将嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226溶于异丙醇中，制备浓度为0.5mg/mL的溶液，在65℃下搅拌30min使其溶解，然后停止搅拌和加热，在室温下老化一天，得到长柱状胶束。将胶束置于0℃的冰水浴中，使用探针超声处理器(80W)超声0.5h使胶束断裂，置于室温下老化一天，得长度在60～70nm的较短的柱状胶束晶种。
(3)柱状胶束晶种在基材上的负载
将硅片(1cm×1cm)分别置于丙酮和水中超声清洗共30min，在氮气氛围下干燥，再进行10min氧-等离子处理。将20μL柱状胶束晶种溶液旋涂于硅片上(6000rpm，1min)，在室温下老化一天后用异丙醇淋洗并在氮气环境下干燥，得到表面负载有柱状胶束晶种的硅片。
(4)胶束刷的制备
将步骤(3)所得硅片置于1mL异丙醇中，滴入4μL聚合物PFS30-b-P2VP226的四氢呋喃溶液(10mg/mL)，在振荡器上振荡30min后于室温下静置0.5h。最后，将所得硅片置于异丙醇中淋洗并在氮气氛围下干燥，得到表面负载有均一柱状胶束刷的硅片，。所得胶束刷的原子力显微镜图如图2所示，平均高度为60nm，且在硅片表面致密分布。
实施例2
(1)结晶性嵌段共聚物的制备
四氢呋喃在氮气氛围下蒸馏提纯，再加入少量正丁基锂蒸馏提纯；2-乙烯基吡啶、二乙烯基苯、二甲基硅氧烷经氢化钙除水，蒸馏提纯，再加入少量三辛基铝蒸馏提纯；氯化锂、对叔丁基苯酚经120℃高温处理。
通过活性阴离子聚合制备结晶性嵌段共聚物PFS44-b-P2VP526：在氩气氛围的手套箱中，取出四氢呋喃(30mL)，加入正丁基锂至有颜色，搅拌过夜。将二茂铁二甲基硅烷(0.213g，0.88mmol)溶于四氢呋喃中，在搅拌条件下加入仲丁基锂(15.4μL,1.3M)，室温下反应1h，溶液由红色变为橙色即为反应完全。随后取出2mL溶液，加入对叔丁基苯酚终止反应，用于后续核磁氢谱与凝胶色谱分析。随后将反应置于-78℃环境中，加入二乙烯基苯(22.3μL，0.12mmol)，溶液变为酒红色，搅拌条件下反应15min；将氯化锂(0.0081g，0.19mmol)与二乙烯基吡啶(1.05mL，0.01mol)溶于少量四氢呋喃中，在搅拌条件下加入反应，-78℃下反应2h，加入对叔丁基苯酚终止反应并从手套箱中取出。将反应完的溶液滴入正己烷进行沉降，所得固体用四氢呋喃溶解，共进行三次溶解-沉降提纯。沉降产物在真空干燥箱中干燥，经核磁氢谱和凝胶色谱分析，最终得到结晶性嵌段共聚物PFS44-b-P2VP526。具体结构式如下：
Figure BDA0002165310400000071
通过活性阴离子聚合制备结晶性嵌段共聚物PFS53-b-PDMS418：在氩气氛围的手套箱中，取出四氢呋喃(30mL)，加入正丁基锂至有颜色，搅拌过夜。将二茂铁二甲基硅烷(0.321g，1.325mmol)溶于四氢呋喃中，在搅拌条件下加入仲丁基锂(19.2μL,1.3M)，室温下反应2h，溶液由红色变为橙色即为反应完全。随后取出2mL溶液，加入对叔丁基苯酚终止反应，用于后续核磁氢谱与凝胶色谱分析。再将反应体系置于0℃环境下，加入2mL二甲基硅烷(0.97mL，9.614mmol)的四氢呋喃溶液，搅拌反应2h，加入对叔丁基苯酚终止并移出手套箱。将反应所得的溶液滴入甲醇中沉降，沉降产物用四氢呋喃溶解，共进行3次溶解-沉降提纯。所得固体在真空干燥箱中干燥，经核磁氢谱和凝胶色谱分析，最终得到结晶性嵌段共聚物PFS53-b-PDMS418。具体结构式如下：
Figure BDA0002165310400000072
(2)柱状胶束晶种的制备
将结晶性嵌段共聚物PFS44-b-P2VP526溶于丙醇中，制备浓度为1mg/mL的溶液，在90℃下搅拌30min使其溶解，然后停止搅拌和加热，在室温下老化一天，得到长柱状胶束。将胶束置于0℃的冰水浴中，使用探针超声处理器(140W)超声0.25h使胶束断裂，置于室温下老化一天，得长度为70～80nm的柱状胶束晶种。
(3)柱状胶束晶种在基材上的负载
将玻璃片(1cm×1cm)分别置于丙酮和水中超声清洗共30min，在氮气氛围下干燥，再进行10min氧-等离子处理。将20μL柱状胶束晶种溶液旋涂于玻璃片上(6000rpm，1min)，在室温下老化一天后用丙醇淋洗并在氮气环境下干燥，得到表面负载有柱状胶束晶种的玻璃片。
(4)胶束刷的制备
将所得玻璃片置于1mL丙醇中，滴入1μL共聚物PFS44-b-P2VP526的四氢呋喃溶液(20mg/mL)，在振荡器上振荡2h后于室温下静置72h。再将所得玻璃片置于丙醇中淋洗，并在氮气氛围下干燥，得到负载有均一PFS44-b-P2VP526柱状胶束刷的玻璃片。
将所得负载有均一PFS44-b-P2VP526柱状胶束刷的玻璃片置于异丙醇/正己烷＝1:1的混合溶液中，滴入10μL共聚物PFS53-b-PDMS418的四氢呋喃溶液(1mg/mL)，在振荡器上振荡1h后于室温下静置72h。再将所得玻璃片置于异丙醇/正己烷＝1:1的混合溶液中淋洗，并在氮气氛围中干燥，得到负载有嵌段柱状胶束刷的玻璃片。所得胶束刷的原子力显微镜图如图3所示，由图3可以看出，所得胶束刷平均高度为250nm，且致密分布于表面。本实施例证明所述胶束刷仍具备继续生长的能力，拓宽后续应用的可能性。
实施例3
一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，具体步骤如下：
(1)结晶性嵌段共聚物的制备
四氢呋喃在氮气氛围下蒸馏提纯，再加入少量正丁基锂蒸馏提纯；2-乙烯基吡啶、二乙烯基苯经氢化钙除水，蒸馏提纯，再加入少量三辛基铝蒸馏提纯；氯化锂、对叔丁基苯酚经120℃高温处理。
通过活性阴离子聚合制备结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226：在氩气氛围的手套箱中，取出四氢呋喃(30mL)，加入正丁基锂至有颜色，搅拌过夜。将二茂铁二甲基硅烷(0.363g，1.5mmol)溶于四氢呋喃中，在搅拌条件下加入仲丁基锂(38.5μL,1.3M)，室温下反应1h，溶液由红色变为橙色即为反应完全。随后取出2mL溶液，加入对叔丁基苯酚终止反应，用于后续核磁氢谱与凝胶色谱分析。随后将反应置于-78℃环境中，加入二乙烯基苯(54.9μL，0.28mmol)，溶液变为酒红色，搅拌条件下反应15min；将氯化锂(0.0198g，0.47mmol)与二乙烯基吡啶(1.11mL，0.011mol)溶于少量四氢呋喃中，在搅拌条件下加入反应，-78℃下反应2h，加入对叔丁基苯酚终止反应并从手套箱中取出。将反应完的溶液滴入正己烷进行沉降，所得固体用四氢呋喃溶解，共进行三次溶解-沉降提纯。沉降产物在真空干燥箱中干燥，经核磁氢谱和凝胶色谱分析，最终得到结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226。
(2)柱状胶束晶种的制备
将结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226溶于乙醇中，制备浓度为0.01mg/mL的溶液，在40℃下搅拌2h使其溶解，然后停止搅拌和加热，在室温下老化一天，得到长柱状胶束。将胶束置于0℃的冰水浴中，使用探针超声处理器(50W)超声2h使胶束断裂，置于室温下老化一天，得长度为80～90nm的柱状胶束晶种。
(3)柱状胶束晶种在基材上的负载
将氧化石墨烯分散于乙醇中，浓度为0.2mg/mL，于冰水浴中超声1h，得单层氧化石墨烯分散液。取0.1mL氧化石墨烯分散液，加入0.8mL乙醇，再加入0.1mL柱状胶束晶种溶液。振荡10s后静置老化三天。经过三次离心/分散过程后得到负载有柱状胶束晶种的氧化石墨烯溶液(氧化石墨烯浓度0.02mg/mL)。
(4)胶束刷的制备
在1mL负载有柱状胶束种子的氧化石墨烯溶液中滴入20μL共聚物PFS30-b-P2VP226的四氢呋喃溶液(1mg/mL)，振荡10s后静置48h。经过三次离心/分散过程后得到负载有胶束刷的氧化石墨烯溶液，胶束刷平均长度为200nm。
实施例4
一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，具体步骤如下：
(1)结晶性嵌段共聚物的制备
四氢呋喃在氮气氛围下蒸馏提纯，再加入少量正丁基锂蒸馏提纯；2-乙烯基吡啶、二乙烯基苯经氢化钙除水，蒸馏提纯，再加入少量三辛基铝蒸馏提纯；氯化锂、对叔丁基苯酚经120℃高温处理。
通过活性阴离子聚合制备结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226：在氩气氛围的手套箱中，取出四氢呋喃(30mL)，加入正丁基锂至有颜色，搅拌过夜。将二茂铁二甲基硅烷(0.363g，1.5mmol)溶于四氢呋喃中，在搅拌条件下加入仲丁基锂(38.5μL,1.3M)，室温下反应1h，溶液由红色变为橙色即为反应完全。随后取出2mL溶液，加入对叔丁基苯酚终止反应，用于后续核磁氢谱与凝胶色谱分析。随后将反应置于-78℃环境中，加入二乙烯基苯(54.9μL，0.28mmol)，溶液变为酒红色，搅拌条件下反应15min；将氯化锂(0.0198g，0.47mmol)与二乙烯基吡啶(1.11mL，0.011mol)溶于少量四氢呋喃中，在搅拌条件下加入反应，-78℃下反应2h，加入对叔丁基苯酚终止反应并从手套箱中取出。将反应完的溶液滴入正己烷进行沉降，所得固体用四氢呋喃溶解，共进行三次溶解-沉降提纯。沉降产物在真空干燥箱中干燥，经核磁氢谱和凝胶色谱分析，最终得到结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226。
(2)柱状胶束晶种的制备
将结晶性嵌段共聚物PFS30-b-P2VP226溶于异丙醇中，制备浓度为0.3mg/mL的溶液，在80℃下搅拌1h使其溶解，然后停止搅拌和加热，在室温下老化一天，得到长柱状胶束。将胶束置于0℃的冰水浴中，使用探针超声处理器(80W)超声0.5h使胶束断裂，置于室温下老化一天，得长度为70～80nm的柱状胶束晶种。
(3)柱状胶束晶种在基材上的负载
将硅球分散于异丙醇中，浓度为0.2mg/mL。取0.1mL硅球分散液，加入0.8mL异丙醇，再加入0.1mL柱状胶束晶种溶液。振荡10s后静置老化三天。经过三次离心/分散过程后得到负载有柱状胶束晶种的硅球溶液(硅球浓度0.02mg/mL)。
(4)胶束刷的制备
在1mL负载有柱状胶束种子的硅球溶液中滴入10μL共聚物PFS30-b-P2VP226的四氢呋喃溶液(10mg/mL)，振荡10s后静置24h。经过三次离心/分散过程后得到负载有胶束刷的硅球溶液，胶束刷平均长度为300nm。
应用效果验证：
将金纳米粒子负载在实施例1所得的胶束刷上，用其催化对硝基苯酚还原为对胺基苯酚的反应，每隔10分钟进行一次紫外吸光度检测，结果如图4所示。由图4可知该材料对该反应具有较好的催化性能。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)嵌段聚合物的制备
通过聚合制备具有成核链段与成壳链段的结晶性嵌段聚合物；
(2)柱状胶束晶种的制备
在一定的温度下将步骤(1)制备的嵌段聚合物溶于选择性溶剂a中，然后降温使嵌段聚合物自组装，再超声处理，形成柱状胶束晶种；
(3)负载有柱状胶束晶种的基材的制备
将步骤(2)制备的柱状胶束晶种负载在基材表面，静置一段时间后除去与基材结合不完全的晶种，得到负载有柱状胶束晶种的基材；
(4)胶束刷的制备
将步骤(3)所得负载有柱状胶束晶种的基材浸泡在选择性溶剂b中，再将步骤(1)制得的嵌段共聚物与四氢呋喃混合后，少量滴入浸泡有基材的选择性溶剂b中，振荡，然后静置，再除去游离的共聚物，即得所述结晶性嵌段共聚物胶束刷。
2.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述嵌段共聚物的成核链段为聚二茂铁硅烷类、聚噻吩类、聚乳酸类、聚乙烯类、聚己内酯类、聚苯撑乙烯类、聚硒吩类、聚芴类、全氟液晶型类聚合物中的一种；
所述嵌段共聚物的成壳链段为聚苯乙烯类、聚乙烯基吡啶类、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯酰胺类、聚硅氧烷类、聚丁二烯类、聚异戊二烯类聚合物中的至少一种。
3.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合的方法包括活性阴离子聚合、化学氧化聚合、活性可控自由基聚合、开环聚合中的一种。
4.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述将步骤(1)制备的嵌段聚合物溶于选择性溶剂a的温度为40～90℃；
所述选择性溶剂a为水、甲醇、乙醇、丙醇以及异丙醇中的至少一种；
所述嵌段共聚物在选择性溶剂a中的浓度为0.01～1mg/mL；所述超声处理的时间为0.25～2h，超声强度为50～140W。
5.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述负载的方法为混合、旋涂、滴涂、浸渍、提拉涂附、喷涂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基材为二氧化硅、金属、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、氧化石墨烯、碳纳米管中的任意一种。
7.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基材为平面、曲面中的任意一种，具体包括片层、板材、膜以及粒子、柱、管中的任意一种。
8.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(3)中，与基材结合不完全的晶种的除去方法为离心、淋洗、沉降、过滤中的任意一种。
9.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述选择性溶剂b为水、甲醇、乙醇、丙醇以及异丙醇或正戊烷、正己烷、正庚烷中的至少一种；所述浸泡的温度为0～50℃；
所述除去游离的共聚物的方法为离心、淋洗、沉降中的任意一种。
10.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述嵌段共聚物与四氢呋喃混合形成的溶液的浓度为1～20mg/mL；
所述嵌段共聚物与四氢呋喃混合后形成的溶液滴入浸泡有基材的选择性溶剂b中的体积为1～20μL/mL溶剂；
所述振荡时间为10s～2h，静置时间为0.5～72h。
11.如权利要求1所述的基于材料表面引发生长结晶性嵌段共聚物胶束刷的方法，其特征在于，所述引发生长的方式为晶种生长。
12.一种如权利要求1所述的方法制备的具有可控亲/疏水性、pH响应性、导电性、生物相容性、抑菌性、防污性功能的胶束刷。
13.一种根据权利要求12所述的具有可控亲/疏水性、pH响应性、导电性、生物相容性、抑菌性、防污性功能的胶束刷在催化、分离、过滤、防污、抗菌领域的应用。
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