光响应聚合物材料由于能够在从纳米到微观的长度范围内以非接触的方式控制和操纵聚合物的结构和性质而引起了人们极大的兴趣。鉴于此，劳伦斯伯克利国家实验室的Thomas P. Russell和延世大学的Hui Il Jeon等发现，当暴露于紫外光（120 mW/cm²，λ=365 nm）时，在聚二甲基硅氧烷-b-聚（4（苯基二氮烯基）苯氧基）丙烯酸己酯）（PDMS-b-PPHA）的柱状含偶氮苯嵌段共聚物中会发生反式-顺式异构化，即该嵌段共聚物能够在宏观距离上产生可愈合的、长程有序阵列的纳米结构域的单结构域。反式-顺式异构化导致PPHA嵌段的介电常数显著增加（在100 Hz下从6.52增加到19.8，光介电行为），T_g显著降低（从54 °C减少到1 °C，光塑性行为）。通过将这些特性与平面内电场相结合，在低温下实现了近完美排列的圆柱形微畴的宏观单畴，并且明显地实现了损伤修复，其中300 nm宽的划痕可以在40 °C下完全愈合，留下光滑均匀的厚膜。

本文要点：

（1）合成了在主链和悬垂偶氮苯部分之间具有己基间隔物的形成圆柱体PDMS-b-PPHA。该材料显示出光塑性和光介电性变化，这使得微结构域形态的长程有序化和定向成为可能。

（2）反式异构体PPHA嵌段具有更高的T_g和LC有序温度，需要升高的温度来赋予自组装和加工足够的迁移率。

（3）PDMS-b-PPHA中的反式-顺式光异构化导致PPHA嵌段的T_g显著降低至1 °C，远低于室温，并且两个嵌段之间的介电差（Δε）显著增加，使得能够使用施加的外部电场在薄膜中获得高度取向和有序的圆柱形微畴的宏观单畴。

（4）通过将损坏的PDMS-b-PPHA膜直接暴露于紫外线并施加电场，BCP膜可以完全修复到其原始状态。这种利用PDMS-b-PPHA的光塑性和光电性质的方法为低温场定向自组装提供了可行的途径。

Hui Il Jeon, Seungyun Jo, Seungbae Jeon, Taesuk Jun, Jungwoo Moon, Jeong Ho Cho, Hyungju Ahn, Seungwoo Lee, Du Yeol Ryu, and Thomas P. Russell. ACS Nano Article ASAP

DOI: 10.1021/acsnano.2c12800

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c12800