具有双连续微纳结构的软物质材料广泛存在自然界中，同时在膜分离等领域有重要的用途。利用双连续微乳化以及液-液旋节线相分离形成的三维网络结构是构筑具有连续贯通孔道的聚合物材料的常规手段。然而，所制得的聚合物材料内部的连续孔道缺乏在尺寸及形状上的精确控制。相比之下，通过两亲性的自组装形成的双连续立方相具有热力学稳定的结构和均一的尺寸。如何简易大规模地制备此类自组装结构，是拓展此类材料应用的先决条件。

图1：双连续的Gyroid相三重周期极小曲面的高斯曲率分布以及1型和2型Gyroid相的结构差异。

图2：通过分子形状的不匹配稳定非均一界面曲率，获得1型Gyroid相。

  当单一的两亲分子与水共混时，仅仅实现六方柱状相（H₁）和层状相（L_α）的构筑。然而，当其中两种几何形状不同的两亲分子同时与水混合，在一定浓度范围内，可形成在室温下稳定的双连续立方Gyroid相 （图3）。 

图3: 三种可聚合型两亲分子与水共混溶致液晶的相态表征；通过调控两种两亲分子的比例，在与水同时共混时实现Gyroid相的获得。

图5：具有极小曲面孔道的聚合物薄膜的TEM表征

  通过超薄切片染色和透射电子显微镜(TEM)，直观地捕获双连续立方Gyroid的复杂结构（图5）。TEM图像分别对应于沿着晶轴[110]、 [311]、[111]的投影，其傅里叶变换图样也满足不同晶面的对称性。而Gyroid相所特有的“车轮状”结构也清晰可见。

  论文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09103