中文摘要：

高分子微球（0.01-100微米）在许多领域具有广泛而重要的应用，并已发展了许多有效合成方法。然而近年来，大规模集成电路、超晶格光子晶体以及微球生物芯片等高技术领域的飞速发展，进一步提出了对无乳化剂污染、粒径高度均一可调的高性能聚合物微球的需求，成为对经典高分子微球合成方法的新挑战。本项目基于对"油-水-极性溶剂"三元混合体系，在一定条件下，可自发形成一稳定、分布均一的"准临界乳液"，提出并设计了"准临界聚合"制备高分子微球的全新平台，初步研究表明，此平台有四个特征1.成球机理不同于任何经典方法；2.对烯类单体具有普适性；3.不使用任何乳化剂、极性单体和亲水性引发剂；4.微球粒径高度均一、可调。其中准临界乳液的发现构成本项目原始创新的基础。深入研究这一现象的本质和准临界聚合机理，将对高分子学科，乃至生命科学等交叉学科的发展具有重要推动作用。

结论摘要：

高分子微球（0.01-100微米）在许多领域具有广泛而重要的应用，并已发展了许多有效合成方法。然近年来，大规模集成电路、超晶格光子晶体以及微球生物芯片等高技术领域的飞速发展，进一步提出了对无乳化剂污染、粒径高度均一可调的高性能聚合物微球的需求，成为一新的挑战。本项目基于我们一个新发现，即"油-水-极性溶剂"三元混合体系，可在一定条件下，自组织形成一稳定、分布均一的“准临界乳液”，发展了“准临界聚合”制备高性能微球的新方法。研究表明，此方法对烯类单体有普适性，其成球机里不同于任何经典方法，是一全新的纳米制备平台，将对高分子科学、生命科学以及高技术领域的发展具有重要推动作用。本项目的重要进展包括1.采用动态光散射实时研究了准临界乳液的形成过程和稳定性；利用冷冻断裂复型电镜观察了准临界乳液的结构特征。结果证实了“准临界状态”的存在，其形成是一在远离平衡态的自组织过程，其结构形态可稳定存在长达1-2年。2.首次利用芘荧光探针法，研究了多种 水/两亲性溶剂 混合液中的复合作用, 结合在相应体系的聚合反应结果，建立了准临界乳液形成的理论模型。3.基于准临界乳液的新发现，发展了新的高分子微球制备方法--准临界聚合，即在不使用表面活性剂、亲水性引发剂和极性单体的条件下，可合成尺度为几十至数百纳米的单分散聚合物微球。通过对制备与结构相关性的研究，阐明了链的引发与增长发生在乳液滴内的聚合机理，并由此建立了控制微球尺度的规则；研究同时表明，准临界聚合适用于大部分烯类单体，因可做为一新的聚合平台。4.利用电镜、动态光散射和荧光光谱协同研究，考察了准临界聚合微球的结构与性能。发现高溶胀性是这种聚合微球的显著特征，特别是低交联度微球，其溶胀比可达上千数量级；动态光散射（Rg/Rh ）表明，当交联度大于5.3%，微球呈实心结构。5.高度单分散性是准临界聚合微球的另一突出特征。除动态光散射的有力证据外，还采用溶剂挥发组装法，在一玻片表面得到了大面积的六方密堆积结构图样，充分显示了准临界聚合微球的高度单分散性和完美形态。