筑波大学的研究人员发现，通过将两种共轭聚合物的混合溶液组装成微米级聚合物液滴簇，可以自发形成具有特定对称形状的胶体分子，例如多原子分子。

二氧化碳和甲烷等简单多原子分子的形状具有特定的对称性，这取决于原子的连接方式。模仿此类多原子分子形状的纳米至微米大小的粒子被称为胶体分子，它们可以形成软材料。然而，传统上合成具有这种特定对称性的胶体分子需要多步合成过程。

在这项发表在《Small》杂志上的研究中，研究人员成功展示了由荧光聚合物组成的胶体分子的自下而上的合成。他们通过将两种共轭聚合物混合在溶液中并让它们自组装来实现这一点。自组装涉及聚合物微滴的逐步形成。

其中一种聚合物先形成液滴作为核心液滴，另一种聚合物随后在其上形成卫星液滴，形成相分离的液滴簇。随着自组装的进行，这些液滴簇在保持类似多原子分子的对称形状的同时生长，然后凝固形成胶体分子。

整个自组装过程是自发的。研究人员还发现，根据聚合物的混合比例，会形成各种对称性的胶体分子。

聚合物溶液通过液-液相分离过程形成微米级液滴，本研究首次将此过程引入合成聚合物的自组装中，仅通过聚合物自组装合成荧光胶体分子，通过进一步控制液滴簇的组装，可以形成更高阶的胶体组装体，从而开发出新型聚合物微光子学材料。