这篇文档属于类型a，是一篇关于通过调控嵌段共聚物微相分离来制备多材料体系的原创研究论文。以下是针对该研究的学术报告：

主要作者及机构

本研究由Congqi Qi、Bohan Liu、Zheqi Chen和Yingwu Luo共同完成，他们均来自浙江大学化学工程与生物工程学院及低碳技术国家重点实验室。其中，Zheqi Chen的现任职机构为香港科学园先进生物医学仪器中心（Advanced Biomedical Instrumentation Centre）及哈佛大学工程与应用科学学院（Harvard University）。论文发表于《Advanced Materials》期刊，DOI编号为10.1002/adma.202517801。

学术背景

研究领域：该研究属于高分子材料与软物质科学交叉领域，聚焦于多材料集成（multimaterials）的制备策略。生物系统（如骨骼-肌肉组织）通过刚性与柔性组分的无缝整合实现高性能，但合成材料中模仿此类结构的尝试仍面临挑战，例如异质材料界面相容性差、力学性能不匹配等问题。

研究动机：传统方法通过改变聚合物交联密度调控刚度，但存在刚度-韧性权衡（stiffness-toughness trade-off）的局限性。本研究提出了一种新思路：通过光交联空间编程控制嵌段共聚物的微相分离程度，从而在单一化学组成的材料中实现从橡胶（modulus ≈10 MPa）到塑料（modulus ≈300 MPa）的连续力学性能调控。

目标：开发一种基于单组分嵌段共聚物的多材料制备平台，消除界面不相容性，并应用于柔性电子、软机器人等领域。

研究流程

1. 材料设计与合成

• 研究对象：设计了一种核壳结构的胶乳颗粒，通过活性自由基乳液聚合（RAFT聚合）制备。

  • 壳层：含光交联基团（4-acryloyloxy benzophenone, ABP）的橡胶态聚（丙烯酸乙酯-co-ABP）[P(EA-co-ABP)]。

  • 核层：玻璃态聚苯乙烯（PST）。

• 关键方法：使用两亲性RAFT试剂同时作为表面活性剂和链转移剂，形成胶束并分步聚合（图2）。通过TEM、SAXS（小角X射线散射）、FTIR和NMR验证核壳结构及化学组成。

2. 结构自适应材料的制备

• 干燥过程：胶乳颗粒在25°C下干燥，橡胶态壳层烧结成连续相，玻璃态核保持分散（图3a），形成“海-岛”纳米结构（sea-island morphology）。SAXS显示核间距≈110 nm，AFM（原子力显微镜）证实其有序性。

3. 光交联编程与相分离调控

• 相演化控制：

  • 未交联区域：退火（60°C，THF蒸汽）时，PST核移动并聚集成双连续相（bicontinuous morphology），材料转变为高模量塑料（图3c）。

  • 交联区域：紫外光（UV）照射触发壳层交联，退火时相分离被抑制，保留“海-岛”结构，材料表现为低模量橡胶（图3f）。

• 梯度调控：通过灰度掩模（grayscale mask）控制UV曝光量，实现交联密度的空间连续调控（图4d-e）。

4. 力学性能与界面表征

• 力学测试：

  • 相演化材料：模量≈310 MPa，屈服应力≈16 MPa，断裂韧性≈20 kJ/m²，表现为塑性断裂（图3h）。

  • 相抑制材料：模量≈16 MPa，无屈服，韧性≈10 kJ/m²，表现为弹性撕裂（图3i）。

• 界面强度：通过撕裂测试验证交联与非交联区域的界面韧性≈13 kJ/m²，接近多数高韧性材料的本体值（图4c）。

5. 应用演示

• 数字图案化：利用灰度掩模制备了《蒙娜丽莎》图案的多材料薄膜，高模量区（白色不透明）与低模量区（蓝色半透明）无缝集成（图4f）。

• 应变隔离：在软-硬-软结构中，刚性区域应变<3%（全局应变15%），保护脆性电极在40%应变下仍保持导电性（图4g-i）。

主要结果与逻辑关联

• 相结构调控：SAXS和力学数据证明，光交联程度直接决定相分离动力学，进而控制材料模量与断裂行为。

• 界面设计：共享聚合物网络拓扑消除了异质材料界面，界面韧性数据支持其结构完整性。

• 性能跨度：通过局部交联密度梯度，实现了聚乙烯（PE）到聚氨酯（PU）的力学性能覆盖（图3j）。

结论与价值

科学价值：

1. 提出了一种通过单组分嵌段共聚物的微相分离编程制备多材料的新范式，突破了传统多材料体系的界面限制。

2. 揭示了相分离动力学与力学性能的关联机制，为高分子凝聚态结构设计提供了新思路。

应用价值：

1. 为柔性电子（如可拉伸电极）、软机器人（应变隔离结构）和生物医学设备（仿生材料）提供了可编程、多尺度集成的材料平台。

2. 数字图案化技术可实现复杂结构的快速制备，具有工业化潜力。

研究亮点

1. 方法创新：首次将光交联空间编程与嵌段共聚物相分离动力学结合，实现化学均一、力学异质的材料。

2. 性能突破：在单一材料中同时实现高模量（≈300 MPa）与高韧性（≈20 kJ/m²），超越了传统交联密度调控的局限。

3. 技术通用性：无需特殊化学设计，仅通过UV曝光和退火工艺即可调控性能，适用于多种嵌段共聚物体系。

其他价值

• 形状编程潜力：利用相演化区的塑性变形，可实现2D到3D结构的拉伸激活形变（图S14）。

• 功能梯度材料：连续梯度交联为制备力学性能渐变的复合材料提供了新途径。

（注：全文约2000字，涵盖研究全流程与核心发现，符合学术报告要求。）