高分子材料学科() – 考研辅导班

高分子材料学科，

闭合循环高分子材料

青岛科技大学沈勇/李志波团队近年来在闭合循环高分子材料的设计合成方面取得了系列进展。他们利用自主研发的环状有机磷腈超强碱CTPB与脲组成二元催化体系，成功制备得到高分子量聚（g-丁内酯），实现了a-亚甲基-γ-丁内酯的选择性开环聚合和共聚。利用强碱/脲二元催化剂实现了生物基δ-己内酯和α-亚甲基-δ-戊内酯的化学选择性开环聚合，制备得到可闭合循环的聚酯和弹性体材料。通过高效化学反应实现生物塑料P3HB的升级循环，制备得到可闭合循环聚醚酯和聚氨基酯。相关研究成果以“Ring-opening Polymerization of Enantiopure Bicyclic Ether-ester Monomers toward Closed-loop Recyclable and Crystalline Stereoregular Polyesters via Chemical Upcycling of Bioplastic”为题发表于《Angewandte Chemie》上。

来源：https://doi.org/10.1002/anie.202302101

具有简单主要构建块的导电聚合物

美国劳伦斯伯克利国家实验室Liu Gao研究员展示了一种具有简单主要构建块的导电聚合物，它可以通过热处理来构建具有明确纳米晶体形态的分级有序结构（HOS）。采用HOS导电聚合物和高负载微米级氧化硅负极的全电池实现了出色的循环性能，在300次循环中提供超过3.0 mAh cm -2 的面积容量，平均库仑效率大于99.95%。该成果以《Formation ofhierarchically ordered structures inconductive polymers to enhance the performances oflithium-ion batteries》为题发表于《Nature Energy》。

来源：https://doi.org/10.1038/s41560-022-01176-6

聚合C 60 的多层二维分子薄片

哥伦比亚大学大学的Elena Meirzadeh、Xavier Roy、Colin Nuckolls、 Jingjing Yang、Michael L. Steigerwald合作通过一种机械剥离的方式，制备了聚合C60的多层二维分子薄片，这种具有清洁表面的二维薄片则是创建异质结构和光电器件的关键。该合成方法主要通过化学气相法生长出层状聚合物（Mg 4 C 60 ）∞的单晶，然后用稀酸除去镁，最后采用机械剥离的方式获得聚合C 60 的多层二维分子薄片。研究发现这种材料的导热性，由于面内共价键作用，比单分子C 60 的导热性高得多。该工作以题为“A few-layer covalent network of fullerenes”的文章发表于Nature上。

来源：https://doi.org/10.1002/anie.202302101

可回收室温磷光材料

南京大学李承辉团队针对硼酸酯动态高分子材料进行了一系列的研究探索，实现了对硼酸酯分子稳定性和动态性的调控，成功制备得到了多种具有较高力学强度和环境稳定性的自修复、可回收高分子材料，并对其在不同领域的功能性应用进行了探究。

团队首先从硼酸酯分子的结构设计入手，开发了一种含有邻位羟基的新型硼酸酯分子3OH-BO。又利用分子内B–N配位键与环张力协同作用的策略，设计合成了一种含有分子内B–N配位的六元环状硼酸酯分子BN-6，以解决硼酸酯分子水敏感性高、遇水易分解的问题。

该团队进一步利用这种含有分子内B–N配位的六元环硼酸酯分子与商用环氧树脂相结合，成功制备得到了兼具高韧性、高稳定性和形状记忆效应的可回收室温磷光(Room Temperature Phosphorenscence, RTP)材料PTBN6-GER。相关成果以“Tough, Reprocessable and Recyclable Dynamic Covalent Polymers with Ultrastable Long-Lived Room-Temperature Phosphorescence”为题，发表于《Angewandte Chemie International Edition》。

来源：DOI: 10.1002/anie.202301993

可熔融加工、韧性高、可化学回收的

生物塑料PHA

美国科罗拉多州立大学Eugene Y. X. Chen教授团队开发了一类不包含α-氢的PHA，在热分解过程中不会轻易发生顺式消除，从而显著提高了聚合物的热稳定性。同时，这种简单的α,α-二烷基取代也使得 PHA可熔融加工，还具备有很好的延展性和韧性、固有的结晶度和重要的闭环化学可回收性，从而同时解决了PHA存在的三个长期挑战。相关成果以《Chemically circular, mechanically tough, and melt-processable polyhydroxyalkanoates》为题，发表于《Science》。

来源：DOI: 10.1126/science.adg4520

高效光动力杀菌聚合物材料研究的最新进展

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室洪缪课题组设计合成了一种简单高效的新型阳离子引发剂[Et 3 O]+[B(C 6 F 5 ) 4 ]–，首次实现了 TnGVL及其衍生物的异构化驱动开环聚合，并且具有非常好的单体普适性，可实现十四种五元环硫羰代内酯单体的高效可控聚合，成功得到了一系列分子量 (Mn) 可达252.0 kg/mol、玻璃化转变温度在–56.7到3.4 °C之间大范围可调的聚硫酯材料。另外，当使用该引发剂进行光学纯TnGVL的聚合时，熔点高达87 °C，并且具有与代表性聚烯烃材料 (如低密度聚乙烯、等规聚丙烯) 相媲美的机械性能。此外，研究团队发现得到的含硫高分子在外界刺激下可以发生可控降解，是一类新型的高性能可持续性高分子材料。该研究成果以《Converting Non-strained γ-Valerolactone and Derivatives into Sustainable Polythioesters via Isomerization-driven Cationic Ring-opening Polymerization of Thionolactone Intermediate》为题发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》。

来源：DOI: 10.1126/science.adg4520

机器学习指导设计全色可调的

电荷转移功能聚合物

最近，鲍寅寅研究员及合作者在前期工作（一种简便调控固态高分子荧光波长的方法）的基础上，进一步发展了一种全光谱连续调控高分子固态发光波长的策略。实现了高对比度的固态光致荧光变色。

鲍寅寅研究员与墨尔本皇家理工大学Andrew Christofferson及Salvy Russo教授合作，基于萘二酰亚胺-苯乙烯聚合物体系的结构特征和光谱数据用机器学习的方法建立了预测模型，并成功准确预测新设计的包含多环芳族的聚合物的发射波长。该成果以” Machine learning-assisted exploration of a versatile polymer platform with charge transfer-dependent full-color emission”为题在线发表于《Chem》。

来源：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.12.003

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