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二氧化碳(CO2)刺激响应聚合物是在通入和排出CO2后，聚合物性质能够发生可逆变化的聚合物。可以通过调节CO2气体的通入与排出量来控制聚合物在溶液中的分子结构、分子间相互作用、组装、性质与功能。我们对含CO2刺激响应链段的嵌段共聚物、梳形共聚物、星形共聚物的可控合成、组装形貌调控与功能调控进行了研究。构筑了CO2响应的聚合物组装体、杂化纳米粒子、聚合物纳米纤维膜等，研究其在CO2氛围内的形貌变化，探索仿生组装体形貌转变规律；使用CO2气体驱动高分子膜透过率改变，模拟细胞体行为和功能，探索具有CO2响应的仿生大分子纳米分离器和纳米反应器；研究具有CO2响应纳米通道的膜材料；构筑通过CO2进行尺寸调控和功能材料释放的水凝胶；研究CO2对聚合物纳米纤维膜的表面润湿性调控及应用。通过气体调控，实现聚合物化学结构的调控，阐明CO2刺激响应基元在响应模式、响应程度上的规律，实现合成方法的简易性、实用性，以及刺激响应的敏感性、高效性。