胶束是一种球形分子结构，通常由具有嵌段结构的两亲性分子形成，包含亲水部分和疏水部分。这些分子的疏水尾部聚集在一起形成核心，而亲水头部朝外形成保护壳。这种结构使胶束能够将疏水物质包裹在其核心内，并将其分散在水基环境中。

胶束发挥作用的一个例子是肥皂，它可以捕获污垢和油脂，使它们很容易用水冲洗掉。胶束可以用嵌段共聚物(具有不同的亲水和疏水片段)或无规共聚物(亲水和疏水片段混合分布)来创建。前者用于制药行业，可以精确控制胶束的性质，但生产起来更复杂、更昂贵，而后者用于染料行业，生产起来更简单、更便宜。

由东京理科大学 (TUS) 和 DIC 公司的浅田昌彦先生和大塚秀典教授领导的研究人员正在研究如何使胶束更有效地溶解染料。在一项刊登在《软物质》杂志封面上的研究中，他们比较了嵌段共聚物和无规共聚物的性能，以确定最适合染料分散的胶束。

“在使用无规共聚物作为油墨生产分散剂与其不充分的分散性能之间存在权衡。我们研究了嵌段共聚物胶束，并将其分散性能与无规共聚物的分散性能进行了比较，以确定充分染料溶解所需的胶束结构，”该研究的主要作者 Otsuka 教授说道。

研究人员使用不同比例的苯乙烯 (St)、正丁基甲基丙烯酸酯 (BMA) 和甲基丙烯酸 (MA) 作为单体合成了各种嵌段共聚物 (BL01 至 BL05)。他们将这些嵌段共聚物与由苯乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸制成的无规共聚物 (RD01、RD02、RD03 和 RD04) 的性能进行了比较。将共聚物和无规共聚物以 0.5% 的浓度分散在水中，并使用小角度 X 射线散射 (SAXS) 分析检查胶束结构。

SAXS 结果表明，嵌段共聚物形成的胶束具有明确的球形结构，具有清晰的核壳边界。无规共聚物形成的胶束具有更分散和连续的结构，类似于无规卷曲模式，没有明显的核壳边界。无规共聚物形成的胶束缺乏清晰的核壳结构，降低了其容纳疏水性染料的能力。

在临界胶束浓度 (CMC) 测试中，研究人员通过检测荧光芘探针周围极性的变化来测量胶束形成的浓度。结果表明，嵌段共聚物胶束的极性要低得多，这意味着芘分子在这些胶束的疏水核心内得到了更好的保护。

研究人员在测量疏水性橙油 SS 染料在胶束中的溶解程度时也做出了类似的观察。研究发现，使用无规共聚物制成的胶束很容易让染料进入。然而，BL01、BL03 和 BL05 阻止染料渗透到核心，导致达到饱和的时间更长(2 天，而无规共聚物需要 10 小时)。

研究发现，具有较大核心体积和更多聚合物分子(更高聚集数)的胶束(BL01、03 和 05)比较小的胶束(BL02、BL04)能够容纳或溶解更多的染料(每个胶束 0.2 到 2 个染料分子)。

虽然具有明确核壳结构的较大胶束需要更长的时间才能饱和染料，但它们可以容纳更多染料。染料溶解度最高的胶束是 BL02。其外壳含有甲基丙烯酸 (MA) 和甲基丙烯酸丁酯 (BMA) 的随机混合物，导致核壳和壳溶剂边界之间具有高度多分散或变化的界面，从而使染料能够快速进入和排出。

Otsuka 教授解释说：“嵌段共聚物胶束表现出更高的染料溶解能力，这与其核心体积、清晰的核壳对比和缓慢的溶解速度相关。”

这一发现可能为油墨和染料行业以及制药行业带来更高效、更具成本效益的胶束。

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