几十年来，人们在高分子薄膜材料中发现了一种具有超级分子迁移能力的超薄表面层。然而，由于缺乏合适的表征技术，在单个聚合物纳米球上是否也存在这样的表面移动层仍有待进一步研究。有鉴于此，南京大学的王伟等研究人员，报道了单聚苯乙烯纳米微球分子迁移的光学成像。

本文要点

1）研究人员首次提出了一种热光成像技术，以高通量和非侵入方式测定单个孤立聚苯乙烯纳米球（PSN）的玻璃化转变（Tg）和橡胶-流体转变（Tf）温度。

2）在温度渐变过程中，在单个PSN的光学轨迹中清晰地观察到两个不同的步骤，分别对应于玻璃化转变和橡胶-流体转变。

3）由于同时测定了相同个体的转变温度和大小，单个纳米颗粒测量结果显示，在金基底上单个PSN的表观Tf降低，Tg增加，半径从130 nm减小到70 nm。

4）进一步的实验表明，基质效应在Tg的增加中起着重要作用。更重要的是，在玻璃化转变之前检测到光信号逐渐减少，这与具有增强分子迁移能力的表面层一致。定量分析进一步显示该层的厚度为～8nm。

本文研究工作不仅揭示了单个孤立纳米球中表面移动层的存在和厚度，而且还展示了一种自下而上的策略，通过关联单个纳米颗粒的热性质（Tg和Tf）和结构特征（尺寸），研究聚合物纳米材料的结构-性质关系。

参考文献：

Shasha Liu, et al. Optical Imaging of the Molecular Mobility of Single Polystyrene Nanospheres. JACS, 2020.

DOI：10.1021/jacs.1c10575

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10575