聚吡咯 (PPy) 作为一种典型的导电聚合物，具有成本低、合成简便、密度低、导电性好、生物相容性好等优点，因而在光热疗法、抗菌活性、药物载体以及可控释放等领域吸引了人们的广泛关注。近年来，有序多孔的聚吡咯（PPy）因其高比表面积、贯通多孔结构带来的更多暴露活性位点以及便利的传质优势等等，在很多领域都展现出了诱人的前景。目前，虽然可以利用模板法制备多孔聚吡咯，但得到的材料通常具有较小的孔径或不连续的孔道结构，而生物功能的大分子通常具有较大的尺寸（如大于20 nm），显然，上述材料不利于生物大分子的选择性吸附和释放。此外，大的贯通孔道对于调节物质传输的效率和选择性地捕获其他功能目标分子也至关重要。然而，迄今为止，仍缺乏有效的途径制备贯通的大介孔的聚吡咯导电聚合物材料。

  最近，来自华东师范大学的刘少华和上海交通大学的刘尽尧、上海科技大学的马延航等团队合作，利用两亲性嵌段聚合物自组装聚集体作为模板，制备出一种前所未有的有序超大介孔、双连续立方结构的聚吡咯材料（mPPy-cs），其孔径可达45 nm，比表面积69.5 m² g^–1。此外，该材料也具有可调节的表面电荷和对pH值敏感的独特特性，从而可用于蛋白的选择性包覆和可控释放（图1）。

图1 有序大介孔聚吡咯用于蛋白的选择包覆和可控释放示意图

  mPPy-cs的合成策略如图2所示，首先将自制的嵌段聚合物（聚苯乙烯-b-聚环氧乙烯，PS-b-PEO）溶解在混合溶剂中，控制条件使其自组装，形成体心立方结构（）聚集体（PCs），随后向胶束溶液中加入吡咯单体，借助于氢键作用使其和胶束共组装，引发聚合并去掉模板，最终得到具有简单立方结构（）的超大介孔聚吡咯（mPPy-cs）。

图2 有序大介孔聚吡咯的合成示意图

  制备的mPPy-cs尺寸约为4±1 μm，孔径约为45 nm （图3）通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜可以看到mPPy-cs的表面和内部都分布有序的大介孔。小角X射线散射（SAXS）结果也表明mPPy-cs的有序介孔结构。

  考虑到聚吡咯的超大孔结构以及其在不同pH下的带电情况不同，他们也尝试开发其用于生物大分子的选择性包覆和可控释放性能。研究表明，在pH为9.2的时候，该材料可以有效的吸附牛血清白蛋白（BSA），而同样条件下对于免疫球蛋白G（IgG）吸附量很低，从而实现两种蛋白质的分离。进一步地，当pH从9.2降到3.3的时候，该材料又可以快速释放所吸附的BSA （图5）。

  该工作成功地开发出一种双连续的超大介孔导电聚合物材料，并对生物大分子的智能化响应性进行了初步探索，从而为开发其他的孔径可调的大孔聚合物及类似功能材料提供一定的参考。论文以“Polypyrrole Cubosomes with Ordered Ultralarge Mesopore for Controllable Encapsulation and Release of Albumin”为题，发表在《Nano Letters》上。文章的第一作者分别来自华东师范大学的博士研究生吴勇、崔静博士、上海科技大学的博士研究生凌旸以及上海交通大学的博士研究生王馨悦。该文章得到了国家自然科学基金（51773062和61831021）以及上海科技计划项目（21DZ2260400）的支持。

  课题组简介：实验室依托精密光谱国家重点实验室、纳光电教育部工程中心，并与传感技术国家重点实验室（中科院微系统所）密切合作，已建有材料合成、电化学和传感性能测试平台。主要研究集中在先进功能材料（有机、无机、聚合物及其复合材料等）的设计及其性能开发，包括其在光电、能源和传感等领域的应用，包括如下方向（不限）：1. 新型二维材料的可控合成与组装；2. 有序多孔和微孔聚合物；3. 纳米能源材料与器件；4. 基于聚合物的新型传感检测等等。实验室科研氛围浓厚、设备齐全，毕业生去向良好。实验室常年招生，期待优秀的学子加盟！

  下载：Polypyrrole Cubosomes with Ordered Ultralarge Mesopore for Controllable Encapsulation and Release of Albumin