在自然界中，生物系统会制造出具有精美的分级超结构的自组装物体。这些来自自然界的例子启发我们通过体外的分级自组装来追求先进材料的独特结构。但是，人工分级自组装的复杂性和结构排序仍然不如复杂的生物材料。为了提高体外分层自组装的效率，科学家们开发了各种自组装策略，例如协同组装，定向自组装，和逐步自组装。逐步的自组装引起了人们的极大兴趣。在过去的十年中，由共聚物预组装的胶束被广泛认为是在溶液中逐步自组装的理想“一级”构建基块（也称为亚单元）。与共聚物的自发分层自组装相比，逐步自组装的最显着特征是不同的结构层次是人为划分的。由于具有重要的学术意义和广阔的应用前景，这种逐步组装的策略已成为超分子化学研究领域的热点。近年来，共聚物胶束的自组装已成为超分子化学作为构建具有多个复杂程度的超结构的策略的引人注目的前沿。共聚物胶束的组装是在纳米级发生的高级自组装形式。然而，尽管近年来在共聚物胶束的自组装方面取得了实质性进展，但尚未全面总结普遍规律。

有鉴于此，华东理工大学的张良顺和林嘉平等人合作，概述了共聚物胶束自组装的当前进展和发展前景，讨论了理论模拟在揭示共聚物胶束自组装机理中的重要作用。

本文要点

1）共聚物胶束作为构建单元具有以下优势：（1）共聚物胶束可以显示多种形态，例如球形，囊泡，棒状等，可为高级组装提供多种潜在的单元；（2）共聚物胶束可以在热力学驱动的形态学转变过程中被捕获。通过利用被动态捕获的胶束达到整体平衡状态的趋势，可以触发更高级别的组装。（3）胶束可以提供多种功能（例如对外部刺激的反应性）。这些功能可以通过胶束的自组装从分子转移到纳米级和微米级甚至放大。

2）具体地，逐步自组装策略的主要重点放在溶液中的共聚物胶束的自组装上，其可以被视为纳米级自组装的形式，其中单元是预组装的胶束。共聚物胶束的自组装将自组装的概念扩展到更高的水平。

3）尽管付出了巨大的努力来进行共聚物胶束的自组装，但是由于实验技术的局限性，难以揭示在数十纳米的长度尺度和亚毫秒的时间尺度上发生的组装机理。当实验观察遇到困难时，理论模拟提供了另一种方法来获得有关组装机理的直接而详细的信息。此外，模拟可以预测共聚物胶束在不同实验条件下的自组装行为，这些预测可以为相关的实验研究指明路线。在研究共聚物胶束的自组装过程中，实验和模拟的结合可以明显促进该领域的机理研究。

参考文献：

Yingqing Lu et al. Self-Assembly of Copolymer Micelles: Higher-Level Assembly for Constructing Hierarchical Structure. Chem. Rev., 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00774

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00774