软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的模拟研究

２０１９年５月

　　　　　ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ　　　　　

高等学校化学学报

　１０３７～１０４２

Ｎｏ．５

ｄｏｉ：１０．７５０３／ｃｊｃｕ２０１９００６２

软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的模拟研究

王艳辉１，２，邹庆智２，３，朱有亮２，３，付翠柳２，３，

黄以能１，４，李占伟２，３，孙昭艳１，２，３

３．中国科学技术大学应用化学与工程学院，合肥２３００２６；

（１．伊犁师范大学物理科学与技术学院，新疆凝聚态相变与微结构实验室，伊宁８３５０００；２．中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，长春１３００２２；

４．南京大学物理学院，固体微结构物理国家重点实验室，南京２１００９３）

摘要　采用软补丁粒子模型及相应的介观动力学模拟方法，研究了软三嵌段两面神胶体粒子在稀溶液条件下的自组装行为．通过合理调节补丁大小和补丁之间的吸引强度，软三嵌段两面神胶体粒子能够自组装形成非常丰富的聚集结构，包括线状结构、六方柱状结构、体心四方束状结构以及三维网络状结构．此外，分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构形成的动力学机理．模拟结果为实验上设计并制备新颖的超胶体纳米结构提供一定的理论支持．

关键词　软三嵌段两面神胶体粒子；自组装行为；介观动力学模拟中图分类号　Ｏ６３１　　　　文献标志码　Ａ　　　　

体［１］、药物载体［２，３］、光学［４］以及微电子材料［５］等领域．合理调节胶体粒子表面的补丁个数、补丁排列方式以及补丁之间相互作用强度，可以设计各种各样具有特殊功能的纳米结构［６］．随着实验制备技术的发展与成熟，人们已经能够比较精确地制备各种两面神和补丁胶体粒子［７～１０］．作为一种实验上最简单易行的补丁胶体粒子，软三嵌段两面神胶体粒子的自组装行为已经得到了实验和理论模拟工作者的广泛关注［１１］．Ｇｒａｎｉｃｋ等［１２］在实验中制备了硬三嵌段两面神胶体粒子，组装得到了Ｋａｇｏｍｅ晶格结构．通过调节三嵌段两面神胶体粒子的补丁排列方式，得到了由正十边形排列形成的六方晶格以及扭曲的Ｋａｇｏｍｅ晶格结构［１３］．Ｓｃｉｏｒｔｉｎｏ等［１４］采用Ｋｅｒｎ⁃Ｆｒｅｎｋｅｌ模型对硬三嵌段两面神胶体粒子的自组装行为进行了模拟研究，发现Ｋａｇｏｍｅ晶格结构在低温低压下是稳定存在的，随着压强不断增加，Ｋａｇｏｍｅ非紧密堆积结构会转变形成六方紧密堆积结构．然而，利用实验上简单易行的胶体粒子构筑基元设计新颖的纳米结构仍然是材料科学领域最关心的问题．

米粒子、聚合物胶束、聚合物囊泡和聚合物微凝胶等［１５～１７］．与硬两面神和补丁球胶体粒子相比，基于聚合物体系制备得到的两面神和补丁聚合物胶体粒子由于保留了聚合物链的柔性特性，通常能够发生部分形变和重叠．由于同时具有软形变和各向异性特性，软两面神和补丁胶体粒子为新颖纳米结构设计提供了更加丰富的构筑基元［１７～２２］．Ｌｉ等［２３～２５］发展了软两面神和补丁粒子模型及动力学模拟方法，

收稿日期：２０１９⁃０１⁃２１．网络出版日期：２０１９⁃０４⁃０８．

基金项目：国家重点研发计划项目（批准号：２０１８ＹＦＢ０７０３７０１）、国家自然科学基金（批准号：２１６７４１１６，２１７９０３４４，２１７７４１２９，２１８３３００８）、中国科学院前沿科学重点研究项目（批准号：ＱＹＺＤＹ⁃ＳＳＷ⁃ＳＬＨ０２７）和吉林省科技发展计划项目（批准号：２０１９０１０１０２１ＪＨ）资助．

联系人简介：朱有亮，男，博士，副研究员，主要从事软物质体系的多尺度模拟方面的研究．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙｏｕｌｉａｎｇｚｈｕ＠ｃｉａｃ．ａｃ．ｃｎ

黄以能，男，博士，教授，主要从事相变与微结构动力学方面的研究．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙｎｈｕａｎｇ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

具有表面各向异性的两面神和补丁胶体粒子具有丰富的自组装结构，已经被广泛应用于光子晶

实际上，实验上已经能够制备表面具有各种补丁的树枝状聚合物、超支化聚合物、聚合物接枝纳

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高等学校化学学报　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．４０　

对软三嵌段两面神胶体粒子在本体中的有序堆砌行为进行了模拟研究，得到了各种新颖的有序晶体结构．由此可见，软三嵌段两面神胶体粒子自组装为实验上设计新颖纳米结构提供了一条新的可行性途径．

本文通过一系列介观动力学模拟，给出了描述软三嵌段两面神胶体粒子在稀溶液条件下自组装行为的相图．在较小补丁尺寸和较小补丁之间吸引强度下，模拟得到了短线状结构；随着补丁之间吸引强度不断增大，短线状结构会不断长长，模拟得到了长线状结构；不断增大补丁尺寸，得到了六方柱状结构以及与纤维结构类似的体心四方束状结构；当补丁尺寸和补丁之间吸引强度足够大时，观察到了三维网络状结构．鉴于纤维结构在维系动植物体组织方面的重要作用，我们着重分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构形成的动力学过程．其形成过程可以总结为：在模拟初期阶段，单个粒子会聚集形成短线结构；随着模拟时间增加，短线逐渐长长，形成较长的线状结构；同时长线状结构会局部聚集形成三维网络状结构；然后局部网状结构会不断重排并调整；最终形成相对完美的与纤维结构类似的体心四方束状结构．

１　模　　型

采用软补丁粒子模型模拟研究稀溶液条件下软三嵌段两面神胶体粒子的自组装行为．在软补丁粒子模型中，描述补丁粒子的软形变和各向异性的势函数为

Ｒ２ìïαｉｊｄｉｊæ－ｒｉｊö－

ç１÷ï

ｄｉｊøＵｉｊ＝í２è

ïï０，　　ｒｉｊ≥ｄｉｊî

其中势函数中ｆ的表达式为

αＡｉｊｄｉｊéｒｉｊæｒｉｊöê()－ｆｎ，ｎ，ｒç÷∑∑ｉｊ

２êｄκ＝１λ＝１ëｉｊèｄｉｊø

Ｍｉ

Ｍｊ

ν

κ

ｉ

λｊ

２

ùú，　ｒｉｊ≤ｄｉｊúû

（１）

ìïｃｏｓπθｉｃｏｓπθｊ，　ｉｆｃｏｓθκ≥ｃｏｓθκａｎｄｃｏｓθλ≤ｃｏｓθλïｉｍｊｍλ

＝)ｆ(ｎκ，ｎ，ｒ（２）２θκ２θλíｉｊｉｊｍｍ

ïï０，　　Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅî

式（１）中：ｒｉｊ表示粒子ｉ和粒子ｊ质心之间的距离；ｄｉ和ｄｊ分别为粒子ｉ和ｊ的直径，因此，ｄｉｊ＝（ｄｉ＋ｄｊ）／２，在本模拟中选ｄｉｊ＝ｄｉ＝ｄｊ＝１􀆰０作为长度单位，截断半径ｒｃ＝ｄｉｊ；选择作ｋＢＴ为能量单位；选择ｍｉ作

κ

λ

为质量单位，模拟时间单位为τ＝强度；ν为控制吸引角度范围．

ＲＡ

ｍｉｄ２ｉｊ／ｋＢＴ；αｉｊ表示粒子之间的排斥强度；αｉｊ表示粒子之间的吸引

图１为软三嵌段两面神胶体粒子模型．蓝色部分代表吸引补丁，黄色部分代表无补丁的粒子表面．λκκ

＝ｒｊ－ｒｉ而ｒｉｊ＝－ｒｊｉ．本文采用θκ补丁粒子ｉ和ｊ的方向用ｎκｉ和ｎｊ表示．θｉ为粒子ｎｉ与ｒｊｉ之间的夹角，ｒｊｉｍ表示补丁大小．

Ｆｉｇ．１　ＳｏｆｔｔｒｉｂｌｏｃｋＪａｎｕｓｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｄｅｌ

Ｒ

＋αＡ＋αＡ离，其表达式为ｄｅｆｆ＝(αＲｉｊｉｊ／２)／(αｉｊｉｊ)．相关研究结果表明，排斥强度与粒子弹性模量直接相

在软补丁粒子模型中，我们定义软补丁粒子的有效直径ｄｅｆｆ为势函数取极小值时粒子之间质心距

［２６，２７］

＝πＥｄ２关，即αＲｉｊｅｆｆ／６

Ｒ

＋αＡ吸引范围δ的表达式为δ＝αＡｉｊ／（２αｉｊｉｊ）．补丁粒子之间的黏合能量为势函数取最小值时的势能，黏

．如果吸引范围定义为δ，有效直径与吸引范围的关系为ｒｃ＝（１＋δ）ｄｅｆｆ，则

＝αＡ－ｄｅｆｆ）／４．在实验中，可以通过改变温度和ｐＨ值等有效地调节黏合合能Ｇ的表达式为Ｇ＝－Ｕｍｉｎｉｊｉｊ（１

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能量大小［２８，２９］．通过粒子的实验可测性质，包括弹性模量Ｅ，有效直径ｄｅｆｆ以及黏合能量Ｇ，可以确定

２　模拟方法

Ａ

模拟参数αＲｉｊ和αｉｊ．因此，该软补丁粒子模型可以很好地模拟不同的实验体系．

在ＮＶＴ系综（粒子数、体积和温度保持恒定）下，我们采用粗粒化分子动力学方法模拟稀溶液条件下软三嵌段两面神胶体粒子的自组装行为，采用Ｎｏｓé⁃Ｈｏｏｖｅｒ热浴方法来控制体系的温度．模拟盒子大小为２０×２０×２０，粒子数为２􀆰４×１０４．对于典型的自组装结构，我们还模拟了更大的体系（盒子大小为致可以忽略．在模拟中，采用显含溶剂模型，体系中溶剂与溶质之间的相互作用由方程（１）给出，溶剂与溶剂之间的相互作用符合方程（１）的第一项．如果体系的总粒子数为Ｎ，那么溶质粒子为Ｎｐ＝Ｎ×ϕ，溶剂粒子为Ｎｓ＝Ｎ×(１－ϕ)（ϕ为溶质粒子的浓度）．模拟的时间步长为δｔ＝０􀆰００２τ（时间单位τ＝

＝３９６，ν＝１／２，ϕ＝５％不变，补丁之间的吸引强度在Ｇ＝２􀆰００ｋＢＴ～１８􀆰００ｋＢＴ范拟．在模拟中，保持αＲｉｊ围变化，补丁尺寸在４０°～６５°范围变化．

［３０，３１］

ｍｉｄ２进行模ｉｊ／ｋＢＴ）．为了提高计算效率，我们采用ＧＰＵ加速分子模拟软件ＧＡＬＡＭＯＳＴ软件

４０×４０×４０，粒子数为１９􀆰２×１０４），检验了尺寸效应的影响，发现模拟结果基本一致，因此尺寸效应大

３　结果与讨论

图２给出描述软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的相图．可以看出，此相图大体可以分为５个区域（ｂ～ｆ），在较小的补丁尺寸和吸引强度下，模拟得到了短线状结构［图３（Ａ）］．在较小的补丁尺寸条件下，随着补丁之间的吸引强度增大，模拟得到了长线状结构［图３（Ｂ）］；而且，在较大范围内

＝都能够得到长线状结构．继续增大补丁尺寸（θκｍ５５°），如图３（Ｃ）和（Ｄ）所示，得到了六方柱状结

＝６０°和６５°时，模拟得到了与纤构．当补丁尺寸θκｍ维结构类似的体心四方束状结构［如图３（Ｅ）和如图３（Ｇ）所示的三维网络状结构．

（Ｆ）］；当补丁之间的吸引强度足够大时，观察到了

Ｆｉｇ．２　Ｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｙｄｉａｇｒａｍｉｎｔｈｅＧ⁃θκｍｐｌａｎｅ

为了定量区分图３中不同的典型自组装结构．我们计算了软三嵌段两面神胶体粒子表面每个补丁的接触数分布以及描述粒子位置序的径向分布函数．粒子表面每个补丁与相邻粒子表面的补丁之间的

接触数计算公式为Ｎ（ｓ）＝Ｎｐ（ｓ）／２Ｎｓｏｌｕｔｅ，式中Ｎｓｏｌｕｔｅ是所有的软三嵌段两面神胶体粒子数目；ｓ是粒子

表面每个补丁与相邻粒子表面补丁之间的接触数；Ｎｐ（ｓ）表示具有接触数为ｓ的补丁数．计算中，

∑Ｎｐ（ｓ）＝２Ｎｓｏｌｕｔｅ，对∑Ｎ（ｓ）进行了归一化，从而保证∑Ｎ（ｓ）＝１．图４（Ａ）给出Ｎ（ｓ）的分布，对

ｓ

ｓ

ｓ

于图３中给出的长线状结构和六方柱状结构的接触数都为１．对于三维网络状结构，其接触数主要为１．ｇ（ｒ）＝

１

〈∑∑δ（ｒ－ｒｉｊ）〉，其结果可以用来很好地区分不同自组装结构中的位置序．图４（Ｂ）

ｉ

ｊ≠ｉＮ

Ｎ

图３（Ｅ）中的与纤维结构类似的体心四方束状结构的接触数主要为４．我们计算了径向分布函数

４πＮρｒ２

给出了４种典型结构的径向分布函数，为了看起来更清楚，图中的所有径向分布函曲线都等间隔地进行了向上平移．第一条曲线（Ｓｔｒ）表示长线状结构，第１个峰对应同一条线内上下相邻的２个粒子质心之间的距离，第２个峰对应同一条线内次近邻的２个粒子之间的距离，第１个峰值是０􀆰４３，第２个峰值是０􀆰８５，其比值约为１∶２．第２条曲线（ＨＣ）表示六方柱状结构，第１个峰值对应同一柱内相邻粒子质心之间的距离，第３个峰对应于同一柱内次近邻粒子质心之间的距离，而第２，４，５峰对应的是同一层内不同位置的粒子质心之间的距离，在这里我们主要关注同一层内粒子的排列方式，第２，４，５峰值分别为０􀆰９５，１􀆰５７，１􀆰７３，其比值约为１∶３∶２．第３条曲线（ＢＣＴ）表示与纤维结构类似的体心四方

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Ｆｉｇ．３　Ｔｙｐｉｃａｌｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｍａｒｋｅｄｂｙｃｉｒｃｌｅｄｓｙｍｂｏｌｓｉｎｄｉａｇｒａｍｓｈｏｗｎｉｎｓｈｏｒｔｓｔｒｉｎｇｓ（Ａ），

ｓｔｒｉｎｇｓ（Ｂ），ｈｅｘａｇｏｎａｌｃｏｌｕｍｎａｒ（ＨＣ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（Ｃ），ｔｏｐｖｉｅｗｏｆＨＣ（Ｄ），ｆｉｂｒｅ⁃ｌｉｋｅｂｏｄｙ⁃ｃｅｎｔｅｒｅｄｔｅｔｒａｇｏｎａｌ（ＢＣＴ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（Ｅ），ｔｏｐｖｉｅｗｏｆＢＣＴ（Ｆ）ａｎｄｎｅｔｗｏｒｋ（Ｇ）

Ｆｏｒｔｈｅｃｌａｒｉｔｙ，ｗｅｏｎｌｙｓｈｏｗＪａｎｕｓｓｏｌｕｔｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｔｈｅｓｅｓｙｓｔｅｍｓ．

束状结构，第１个峰对应最近邻粒子质心之间的距离，其峰值为０􀆰６７，第２个峰和第３个峰对应次近邻和第３近邻粒子质心之间的距离，其峰值分别为０􀆰８１和１􀆰２７，其比值约为１∶２∶２．第４条曲线（Ｎｅｔ）表示三维网络状结构，第１个峰对应线内相邻２个粒子质心之间的距离，可以看出，这种结构没有长程有序性．因此可以通过接触数和径向分布函数很好地定量区分这些自组装结构．

Ｆｉｇ．４　ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮ（ｓ）ｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐａｔｃｈｅｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｒｉｂｌｏｃｋ

Ｊａｎｕｓｐａｒｔｉｃｌｅ（Ａ）ａｎｄｔｈｅｒａｄｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｇ（ｒ）ｆｏｒｔｙｐｉｃａｌｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（Ｂ）

形状记忆性材料方面具有重要的潜在应用前景［３２～３４］．因此我们着重分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构的形成过程．图５给出了不同模拟时刻典型的形貌图．可以看出，在模拟初期，单个粒子会聚集形成非常短的线状结构［图５（Ａ）］；继续增加模拟时间，短线逐渐长长，形成较长的线状结构［图５（Ｂ）］；同时长线状结构会局部聚集形成三维网络状结构［图５（Ｃ）和（Ｄ）］；然后局部网状结构会不断重排并调整，形成具有很多缺陷的束状结构［图５（Ｅ）］；最终，具有缺陷的束状结构会形成比较完美的与纤维结构类似的体心四方束状结构［图５（Ｆ）］．

综上所述，通过一系列介观动力学模拟，给出了软三嵌段两面神胶体粒子自组装行为的相图，模拟得到了非常丰富的自组装结构，包括线状结构、六方柱状结构、体心四方束状结构以及三维网络状结构．分析了与纤维结构类似的体心四方束状结构形成的动力学机理．本文模拟的软三嵌段两面神胶

在动植物组织中，纤维结构在维系组织方面具有非常重要的作用．与纤维结构类似的束状结构在

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Ｆｉｇ．５　Ｔｙｐｉｃａｌｓｎａｐｓｈｏｔｓｔａｋｅｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｉｍｅ

（Ａ）２􀆰０×１０１τ；（Ｂ）２􀆰０×１０２τ；（Ｃ）１􀆰０×１０４τ；（Ｄ）１􀆰２３×１０４τ；（Ｅ）１􀆰３２×１０４τ；（Ｆ）７􀆰００×１０４τ．

体粒子在实验制备方面是简单且可行的，因此本文的模拟结果将为实验上设计并制备新颖的超胶体纳米结构提供一定的理论支持．

参　考　文　献

［１］　ＬｉｄｄｅｌｌＣ．Ｍ．，ＳｕｍｍｅｒｓＣ．Ｊ．，ＧｏｋｈａｌｅＡ．Ｍ．，Ｍａｔｅｒ．Ｃｈａｒａｃｔ．，２００３，５０（１），６９—７９［３］　ＬａｎｇｅｒＲ．，ＴｉｒｒｅｌｌＤ．Ａ．，Ｎａｔｕｒｅ，２００４，４２８（６９８２），４８７—４９２

［２］　ＣｈａｍｐｉｏｎＪ．Ａ．，ＫａｔａｒｅＹ．Ｋ．，ＭｉｔｒａｇｏｔｒｉＳ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，２００７，１０４（２９），１１９０１—１１９０４［４］　ＭｅｌｌｅＭ．，ＳｃｈｌｏｔｔｈａｕｅｒＳ．，ＨａｌｌＣ．Ｋ．，ＤｉａｚｈｅｒｒｅｒａＥ．，ＳｃｈｏｅｎＭ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１４，１０（３０），５４８９—５５０２

［５］　ＣｈｅｎＱ．，ＤｉｅｓｅｌＥ．，ＷｈｉｔｍｅｒＪ．Ｋ．，ＢａｅＳ．Ｃ．，ＬｕｉｊｔｅｎＥ．，ＧｒａｎｉｃｋＳ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３（２０），７７２５—７７２７

中元．高分子学报，２０１１，（９），９７３—９８４）

［６］　ＬｉＺ．Ｗ．，ＪｉａＸ．Ｘ．，ＺｈａｎｇＪ．，ＳｕｎＺ．Ｙ．，ＬüＺ．Ｙ．，ＡｃｔａＰｏｌｙｍ．Ｓｉｎ．，２０１１，（９），９７３—９８４（李占伟，贾晓溪，张静，孙昭艳，吕［７］　ＢｈａｒｔｉＢ．，ＲｕｔｋｏｗｓｋｉＤ．，ＨａｎＫ．，ＫｕｍａｒＡ．Ｕ．，ＨａｌｌＣ．Ｋ．，ＶｅｌｅｖＯ．Ｄ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１６，１３８（４５），１４９４８—１４９５３

［８］　ＷａｎｇＹ．Ｆ．，ＷａｎｇＹ．，ＢｒｅｅｄＤ．，ＭａｎｏｈａｒａｎＶ．，ＦｅｎｇＬ．，ＨｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈＡ．，ＷｅｃｋＭ．，ＰｉｎｅＤ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９１（７４２２），５１—５５［９］　ＷａｎｇＹ．，ＷａｎｇＹ．Ｆ．，ＺｈｅｎｇＬ．Ｘ．，ＹｉＧ．Ｒ．，ＳａｃａｎｎａＳ．，ＰｉｎｅＤ．Ｊ．，ＷｅｃｋＭ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１４，１３６，６８６６—６８６９［１０］　ＺｈｅｎｇＸ．Ｌ．，ＷａｎｇＹ．Ｆ．，ＷａｎｇＹ．，ＰｉｎｅＤ．，ＷｅｃｋＭ．，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２０１６，２８（１１），３９８４—３９８９

鹏宇，杨烨，朱国龙，燕立唐．高分子学报，２０１６，（８），９７９—９９１）

［１１］　ＨｕａｎｇＺ．Ｔ．，ＤｏｎｇＢ．Ｊ．，ＣｈｅｎＰ．Ｙ．，ＹａｎｇＹ．，ＺｈｕＧ．Ｌ．，ＹａｎＬ．Ｔ．，ＡｃｔａＰｏｌｙｍ．Ｓｉｎ．，２０１６，（８），９７９—９９１（黄子涵，董伯骏，陈［１２］　ＣｈｅｎＱ．，ＢａｅＳ．Ｃ．，ＧｒａｎｉｃｋＳ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１１，４６９，３８１—３８４

［１３］　ＦｅｊｅｒＳ．Ｎ．，ＷａｌｅｓＤ．Ｊ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１５，１１（３３），６６６３—６６６８［１４］　ＲｏｍａｎｏＦ．，ＳｃｉｏｒｔｉｎｏＦ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１１，７（１２），５７９９—５８０４

［１５］　ＰｅｔｅｒｃａＭ．，ＰｅｒｃｅｃＶ．，ＬｅｏｗａｎａｗａｔＰ．，ＢｅｒｔｉｎＡ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１，１３３，２０５０７—２０５２０［１７］　ＷａｌｔｈｅｒＡ．，ＭüｌｌｅｒＡ．Ｈ．，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，２０１３，１１３（７），５１９４—５２６１

１００５　　　

［１６］　ＣａｐｏｎｅＢ．，ＣｏｌｕｚｚａＩ．，ＬｏｖｅｒｓｏＦ．，ＬｉｋｏｓＣ．Ｎ．，ＢｌａａｋＲ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，２０１２，１０９（２３），２３８３０１

［１８］　ＶｏｅｔｓＩ．Ｋ．，ＦｏｋｋｉｎｋＲ．，ＨｅｌｌｗｅｇＴ．，ＫｉｎｇＳ．Ｍ．，ＷａａｒｄＰ．Ｄ．，ＫｅｉｚｅｒＡ．Ｄ．，ＣｏｈｅｎＭ．Ａ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２００９，５（５），９９９—［１９］　ＥｒｈａｒｄｔＲ．，ＺｈａｎｇＭ．，ＢöｋｅｒＡ．，ＺｅｔｔｌＨ．，ＡｂｅｔｚＣ．，ＦｒｅｄｅｒｉｋＰ．，ＫｒａｕｓｃｈＧ．，ＡｂｅｔｚＶ．，ＭüｌｌｅｒＡ．Ｈ．Ｅ．，Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００８，１２５［２０］　ＢｒａｄｌｅｙＭ．，ＲｏｗｅＪ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２００９，５（１６），３１１４—３１１９［２２］　ＬｉｋｏｓＣ．Ｎ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２００６，２（６），４７８—４９８

（１１），３２６０—３２６７

［２１］　ＰａｒｋＣ．，ＬｅｅＪ．，ＫｉｍＣ．Ｂ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２０１１，４７（４４），１２０４２—１２０５６

［２３］　ＬｉＺ．Ｗ．，ＬｕＺ．Ｙ．，ＺｈｕＹ．Ｌ．，ＳｕｎＺ．Ｙ．，ＡｎＬ．Ｊ．，ＲＳＣＡｄｖ．，２０１３，３（３），８１３—８２２

１０４２

高等学校化学学报　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．４０　

［２４］　ＬｉＺ．Ｗ．，ＬｕＺ．Ｙ．，ＳｕｎＺ．Ｙ．，ＡｎＬ．Ｊ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１２，８（２５），６６９３—６８５４［２６］　ＧｒｏｏｔＲ．Ｄ．，ＴｏｙａｎｏｖＳ．Ｄ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１１，７（１０），４７５０—４７６１

［２５］　ＬｉＺ．Ｗ．，ＺｈｕＹ．Ｌ．，ＬｕＺ．Ｙ．，ＳｕｎＺ．Ｙ．，Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，２０１６，１８（４７），３２５３４—３２５４０［２７］　ＧｒｏｏｔＲ．Ｄ．，ＳｔｏｙａｎｏｖＳ．Ｄ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ，２００８，７８（５Ｐｔ１），０５１４０３［２９］　ＨｅｙｅｓＤ．Ｍ．，ＢｒａńｋａＡ．Ｃ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２００９，５（１４），２６８１—２６８５

［２８］　ＣｈｏＪ．Ｋ．，ＭｅｎｇＺ．，ＬｙｏｎＬ．Ａ．，ＢｒｅｅｄｖｅｌｄＶ．，ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２００９，５（１９），３５９９—３６０２

［３０］　ＺｈｕＹ．Ｌ．，ＬｉｕＨ．，ＬｉＺ．Ｗ．，ＱｉａｎＨ．Ｊ．，ＭｉｌａｎｏＧ．，ＬｕＺ．Ｙ．，Ｊ．Ｃｏｍｐｕｔ．Ｃｈｅｍ．，２０１３，３４（２５），２１９７—２２１１［３２］　ＬｉＸ．，ＷｏｌａｎｉｎＰ．Ｊ．，Ｎａｔ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２０１７，８，１５９０９

［３１］　ＺｈｕＹ．Ｌ．，ＰａｎＤ．，ＬｉＺ．Ｗ．，ＬｉｕＨ．，ＱｉａｎＨ．Ｊ．，ＺｈａｏＹ．，ＬｕＺ．Ｙ．，ＳｕｎＺ．Ｙ．，Ｍｏｌ．Ｐｈｙｓ．，２０１８，１１６（７／８），１０６５—１０７７［３３］　ＹａｎｇＹ．，ＭｅｙｅｒＲ．Ｂ．，ＨａｇａｎＭ．Ｆ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，２０１０，１０４（２５），２５８１０２

［３４］　ＬｉＸ．Ｊ．，ＣａｓｗｅｌｌＢ．，ＫａｒｎｉａｄａｋｉｓＧ．Ｅ．，Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｊ．，２０１２，１０３（６），１１３０—１１４０

ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＳｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆＳｏｆｔｔｒｉｂｌｏｃｋＪａｎｕｓＰａｒｔｉｃｌｅｓ†

ＷＡＮＧＹａｎｈｕｉ１，２，ＺＯＵＱｉｎｇｚｈｉ２，３，ＺＨＵＹｏｕｌｉａｎｇ２，３∗，ＦＵＣｕｉｌｉｕ２，３，ＨＵＡＮＧＹｉｎｅｎｇ１，４∗，

（１．ＸｉｎｊｉａｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｈａｓｅＴｒａｎｓｉｔｉｏｎｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎＣｏｎｄｅｎｓｅｄＭａｔｔｅｒＰｈｙｓｉｃｓ，２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｙｍｅｒＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，

３．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ２３００２６，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｃｈｉｎａ）

ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｉｎｉｎｇ８３５０００，Ｃｈｉｎａ；

ＬＩＺｈａｎｗｅｉ２，３，ＳＵＮＺｈａｏｙａｎ１，２，３

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｓｏｆｔｔｒｉｂｌｏｃｋＪａｎｕｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｄｉｌｕｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｏｆｔｐａｔｃｈｙｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｄｅｌａｎｄｃｏａｒｓｅ⁃ｇｒａｉｎｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｂｙｐｒｏｐｅｒｌｙｔｕｎｉｎｇｔｈｅｐａｔｃｈｓｉｚｅａｎｄｔｈｅａｔｔｒａｃｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐａｔｃｈｅｓ，ｗｅｏｂｔａｉｎｅｄｖａｒｉｏｕｓｏｒｄｅｒｅｄｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ

ｓｔｒｉｎｇ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｈｅｘａｇｏｎａｌｃｏｌｕｍｎａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｆｉｂｒｅ⁃ｌｉｋｅｂｏｄｙ⁃ｃｅｎｔｅｒｅｄｔｅｔｒａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｆｉｂｒｅ⁃ｌｉｋｅｂｏｄｙ⁃ｃｅｎｔｅｒｅｄｔｅｔｒａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｈｅｓｅｓｏｆｔｔｒｉｂｌｏｃｋＪａｎｕｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｏｕｒｍｏｄｅｌａｒｅｗｅｌｌｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒｅａｃｈｏｆｔｏｄａｙ’ｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｏｖｅｌｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＳｏｆｔｔｒｉｂｌｏｃｋＪａｎｕｓｐａｒｔｉｃｌｅ；Ｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｙ；Ｍｅｓｏｓｃａｌｅｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

（Ｅｄ．：Ｄ，Ｚ）

（Ｎｏｓ．２１６７４１１６，２１７９０３４４，２１７７４１２９，２１８３３００８），ｔｈｅＫｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｏｆＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．ＱＹＺＤＹ⁃ＳＳＷ⁃ＳＬＨ０２７）ａｎｄｔｈｅＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１９０１０１０２１ＪＨ）．

†ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ＆ＤＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１８ＹＦＢ０７０３７０１），ｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ