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可逆失活自由基聚合制备含氟聚合物的研究进展

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高分子学报 2024年

作者：韩善涛许梦丽陈茂复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室

含氟聚合物具有许多优异的理化性能，在化工、新能源、生物医药等领域取得重要应用.可逆失活自由基聚合反应(RDRP)是实现聚合物精准合成的重要手段.然而，含氟烯烃单体的RDRP报道相对较少.本综述对侧链含氟聚合物和主链含氟聚合物的可... 详细信息

含氟聚合物具有许多优异的理化性能，在化工、新能源、生物医药等领域取得重要应用.可逆失活自由基聚合反应(RDRP)是实现聚合物精准合成的重要手段.然而，含氟烯烃单体的RDRP报道相对较少.本综述对侧链含氟聚合物和主链含氟聚合物的可控合成进展进行介绍，简述了含氟丙烯酸酯、含氟苯乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烯基醚等单体的RDRP案例，总结了该领域面临的挑战.鉴于众多前沿领域对定制化合成含氟聚合物提出了迫切需求，发展含氟聚合物的可控合成方法将有助于拓宽含氟聚合物范围，推动开发高性能含氟聚合物材料.

关键词：含氟聚合物含氟烯烃可控失活自由基聚合活性聚合

基于超临界溶剂热法的共价有机框架单晶超快制备

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高分子学报 2024年

作者：孙江彭兰魏大程复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室

结晶聚合物材料的性质和应用在很大程度上取决于它们的结晶度.快速制备高结晶度或单晶聚合物材料不仅有利于研究其结构-性能关系，同时可以拓展其实际应用领域.然而，通过聚合将有机小分子高效精确地组装成单晶聚合物是一项具有挑战性... 详细信息

结晶聚合物材料的性质和应用在很大程度上取决于它们的结晶度.快速制备高结晶度或单晶聚合物材料不仅有利于研究其结构-性能关系，同时可以拓展其实际应用领域.然而，通过聚合将有机小分子高效精确地组装成单晶聚合物是一项具有挑战性的任务.为了解决这个问题，我们课题组开发了一种超临界溶剂热法来实现聚合物单晶的超快制备.该方法使用超临界二氧化碳作为反应介质，由于其具有高扩散率和低黏度，所以该方法极大地提高了聚合物晶体的生长速率.本专论回顾了共价有机框架材料的发展及常用合成方法，以及在单晶制备方面面临的挑战.从超临界流体的基本性质和应用、超临界溶剂热法的机理和优势、制得的共价有机框架单晶的结构表征和性质测试等方面系统介绍了基于超临界溶剂热法的聚合物单晶超快制备.最后，对超临界溶剂热法合成聚合物单晶面临的挑战和发展方向进行了展望.

关键词：超临界溶剂热聚合物单晶共价有机框架快速制备

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软物质中场论模拟方法的应用及展望

高分子学报 2024年

作者：熊俊棚李昶皓李剑锋复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室

软物质科学是物理、化学和材料科学领域的重要分支.但软物质系统因其多尺度结构和丰富的动态行为，给研究带来了巨大挑战.而场论模拟方法在应对这些挑战中显示出独特优势，其通过引入连续的场变量，为描述和处理软物质系统中的复杂相互... 详细信息

软物质科学是物理、化学和材料科学领域的重要分支.但软物质系统因其多尺度结构和丰富的动态行为，给研究带来了巨大挑战.而场论模拟方法在应对这些挑战中显示出独特优势，其通过引入连续的场变量，为描述和处理软物质系统中的复杂相互作用提供了一个更加高效和宏观的视角.本文首先介绍了场论模拟方法的基本原理并阐述了它们在软物质物理上的应用，如蛋白质的HP模型结构预测、高分子链的静态拓扑缠结、化学反应或光反应驱动微观相分离等，接着探讨了深度学习等现代计算技术在软物质研究中的应用.最后展望了软物质研究领域的未来发展趋势，指出场论方法在软物质物理研究领域仍具有巨大优势.

关键词：软物质场论模拟自洽场理论深度学习

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光激发诱导组装策略在大分子组装中的应用

高分子学报 2024年

作者：刘谋为朱亮亮聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系

在分子组装领域，光控自组装是调节分子有序性、多尺度结构和光电特性的一种智能策略.然而，传统光控自组装是通过光化学反应诱导分子结构变化的光化学过程来实施.由于副反应的存在和有限的转化率，光控自组装形成的纳米结构和形态往往... 详细信息

在分子组装领域，光控自组装是调节分子有序性、多尺度结构和光电特性的一种智能策略.然而，传统光控自组装是通过光化学反应诱导分子结构变化的光化学过程来实施.由于副反应的存在和有限的转化率，光控自组装形成的纳米结构和形态往往难以预测.相反，仅利用分子从基态到激发态的构象变化的光物理过程实现激发态组装则能够避免以上缺点，并能够进一步促进整个材料体系的协同组装或相变.本文着重探讨了以多硫芳烃为基元的光激发诱导组装(photoexcitation-induced assembly, PEIA)策略.多硫芳烃能够产生从基态到激发态的重大分子构象转变，这种转变有利于形成分子间相互作用，进而推动分子运动、聚集和组装.系统介绍在分子水平上探索多硫芳烃的PEIA进展，进一步证明多硫芳烃的PEIA可以协同驱动聚合物体系中的分子运动和相变，并对PEIA未来发展所面临的关键问题和重要挑战进行了展望.

关键词：激发态构象多硫芳烃光诱导自组装磷光

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光刺激响应型聚集诱导发光材料的研究进展

有机化学 2024年

作者：唐子然孙浩朱亮亮聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系

光作为一种清洁且安全可控的刺激响应信号，具有非接触性、高灵敏度、可远程精准操控等优点。近年来，具有光刺激响应性质的聚集诱导发光（AIE）材料取得了飞速的发展，其发光性质可以通过光刺激来精确调控，在生物成像、防伪、光图案... 详细信息

光作为一种清洁且安全可控的刺激响应信号，具有非接触性、高灵敏度、可远程精准操控等优点。近年来，具有光刺激响应性质的聚集诱导发光（AIE）材料取得了飞速的发展，其发光性质可以通过光刺激来精确调控，在生物成像、防伪、光图案化、光学传感等领域展现出了极大地应用前景。为了促进人们对光刺激响应型AIE材料的理解并推动相关领域的发展，同时缺少其在内在机理方面的系统性综述，在此，我们系统总结了近些年来光刺激响应型AIE材料的研究进展。在这篇综述中，我们依据光刺激响应的内在机理（光化学和光物理），介绍了近些年来光刺激响应型AIE材料的设计、性质调控以及应用实例，并对该领域存在的挑战和未来发展方向进行了展望，期望能对该领域未来的发展提供有益的指导。

关键词：光刺激响应聚集诱导发光光化学光物理激发态

双螺旋液晶聚(2,2'-二磺酰基-4,4'-联苯胺对苯二甲酰胺)复合材料及其在锂电池中的应用

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高分子学报 2024年

作者：纪非凡汪莹聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系

聚(2,2’-二磺酰基-4,4’-联苯胺对苯二甲酰胺)(PBDT)是一种主链型液晶聚电解质，其具有全芳香分子结构单元、超高的磺酸根密度以及可以形成分子内和分子间氢键网络的酰胺基团.本文介绍了PBDT在水溶液中表现出的一系列特殊性质，包括自... 详细信息

聚(2,2’-二磺酰基-4,4’-联苯胺对苯二甲酰胺)(PBDT)是一种主链型液晶聚电解质，其具有全芳香分子结构单元、超高的磺酸根密度以及可以形成分子内和分子间氢键网络的酰胺基团.本文介绍了PBDT在水溶液中表现出的一系列特殊性质，包括自组装成双螺旋构象、溶致向列液晶相、微米级超长持续长度以及沿聚合物链的各向异性离子传输.指出通过PBDT分子链的多尺度分子构象以及其选择性的离子传输特性，可以设计出具有各种功能的复合材料，例如PBDT基水凝胶、离子凝胶以及纳米复合材料.分析表明PBDT中高度取向的刚性棒状结构以及各向异性的反离子快速传输机制，不仅实现了PBDT在固态电解质和锂电池电极黏结剂等领域的潜在应用，同时也预示着与PBDT有类似性质的刚性棒状聚电解质材料的开发在能源储存与转化领域以及其他相关应用方向的潜在应用价值.

关键词：刚性棒状聚电解质双螺旋构象液晶相各向异性离子传输锂电池

高度取向磷酸锆/环氧树脂纳米复合涂层的防腐蚀性能

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 72-78页

作者：雷凡冯民生李涛 Hung-Jue Sue 李姜成都大学机械工程学院四川成都610106 Polymer Technology Center Department of Materials Science and EngineeringTexas A&M UniversityCollege StationTX 77843-3123USA 高分子材料工程国家重点实验室(四川大学)四川大学高分子研究所四川成都610065

针对金属防腐蚀的需求,采用简单的喷涂法在金属基底上制备了高度取向磷酸锆/环氧树脂纳米复合涂层。利用透射电镜和X射线衍射分析探究了复合涂层中磷酸锆纳米粒子的分散形貌,采用电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等测试评价了复合涂层... 详细信息

针对金属防腐蚀的需求,采用简单的喷涂法在金属基底上制备了高度取向磷酸锆/环氧树脂纳米复合涂层。利用透射电镜和X射线衍射分析探究了复合涂层中磷酸锆纳米粒子的分散形貌,采用电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等测试评价了复合涂层的防腐蚀性能和其作用机理。结果表明,高度取向的磷酸锆纳米粒子可有效地增加水、氧气、电解液的扩散路径,改善涂层的防腐蚀性能。此外,该绝缘涂层也可进一步阻止腐蚀介质的迁移,增加涂层电阻,显著提高环氧树脂涂层对金属基底的长期防护性能。

关键词：环氧树脂磷酸锆高度取向防腐蚀性能

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一锅法光热催化升级转化聚乳酸制备氢气和丙酮酸

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 149-158页

作者：向媛张进黄飞肖楠天范怡怡张俊豪郑珩陈金伟张帆四川大学化学学院环保型高分子材料国家地方联合工程实验室四川成都610065 四川大学材料与工程学院四川成都610065 西南化工研究院股份有限公司四川成都610225

聚乳酸(PLA)是一种生物可降解高分子材料,近年来已广泛用作常规塑料的替代品.然而,其在自然环境中生物降解往往需要较长时间,这不仅延长了降解周期,还导致了碳资源的浪费.光热催化技术不仅可以利用清洁的太阳能资源原位产生活性氧化还... 详细信息

聚乳酸(PLA)是一种生物可降解高分子材料,近年来已广泛用作常规塑料的替代品.然而,其在自然环境中生物降解往往需要较长时间,这不仅延长了降解周期,还导致了碳资源的浪费.光热催化技术不仅可以利用清洁的太阳能资源原位产生活性氧化还原物种,同时通过引入热源改善纯光或纯热催化效率低和产物选择性差等难题,有望在塑料催化升级转化过程中发挥作用.本文通过原位光沉积方法分别在二氧化钛(TiO_(2))、氮化碳纳米片(A-V-PCN)和硫化镉(CdS)半导体载体上制备了一系列铂基光热催化剂,铂纳米粒子的平均粒径约2 nm.对铂基光热催化剂的光热催化乳酸水溶液的析氢反应进行了综合评价和比较.结果表明,铂基光热催化剂的光热催化制氢性能远优于纯光催化和纯热催化.其中,CdS半导体负载的铂基催化剂(Pt/CdS)对聚乳酸光热催化转化表现出最优的催化活性,在150°C时,Pt/CdS催化产氢速率分别是Pt/TiO_(2)和Pt/A-V-PCN的1.2倍和4.8倍.变温光电流密度响应、莫特-肖特基以及荧光光谱测试结果表明,提高温度可以有效地抑制光生载流子的复合,从而大幅度提高光热催化转化效率.对不同光热催化剂的液相产物和能带结构进行分析发现,具有合适带隙的CdS半导体能够高选择性地催化生成丙酮酸.相比之下,TiO_(2)和A-V-PCN半导体上由于形成羟基自由基,导致丙酮酸被进一步氧化分解为乙醛和少量的甲酸.原位电子自旋共振表征和理论计算结果进一步揭示,CdS有助于关键中间体(碳中心自由基)的形成和连续脱氢,从而促进了Pt/CdS高选择性制备丙酮酸,并有效抑制过氧化产物的累积.将Pt/CdS催化剂应用于实际聚乳酸塑料时,其光热催化反应的制氢速率为200±17.5 mmol·gcat^(-1)·gplastic^(-1),丙酮酸在液体产物中的选择性为98.1%,产率达到100±11.5 mmol·gcat^(-1)·gplastic^(-1).循环稳定性实验和反应前后的催化剂表征结果表明,Pt/CdS催化剂在光热反应条件下具有较好的稳定性.综上,本工作实现了一锅法光热催化转化聚乳酸为氢气和高附加值含氧化合物丙酮酸,发展了一种高效高选择性转化塑料废弃物为高附加值化学品的光热催化策略,为废塑料碳资源的绿色循环利用提供了解决思路.

关键词：塑料升级回收光热催化制氢聚乳酸丙酮酸

聚偏二氟乙烯压电泡沫支架制备及其骨诱导活性

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中国组织工程研究 2024年第17期28卷 2682-2689页

作者：覃思语宋力陈俊宇李怡俊万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610041 高分子材料工程国家重点实验室(四川大学) 四川大学高分子研究所四川省成都市610065 功能高分子材料教育部重点实验室南开大学化学学院天津市300071

背景:骨是一种天然压电材料,具有仿生压电效应的组织工程材料可应用于骨组织缺损的修复。目的:基于固相力化学技术制备一种有促成骨能力的压电支架材料,表征其对成骨细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法:通过固相剪切碾磨技术混... 详细信息

背景:骨是一种天然压电材料,具有仿生压电效应的组织工程材料可应用于骨组织缺损的修复。目的:基于固相力化学技术制备一种有促成骨能力的压电支架材料,表征其对成骨细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法:通过固相剪切碾磨技术混合不同质量比例的聚偏二氟乙烯及NaCl粉体(质量比分别为60∶40、50∶50、40∶60、30∶70),熔融下形成块状材料后通过纯水溶解去除NaCl,最终制备得到具有不同孔隙率的聚偏二氟乙烯压电泡沫支架(依次命名为PVDF-40、PVDF-50、PVDF-60、PVDF-70)。表征各组支架表面形貌、晶相构成、热力学行为、机械性能、压电性能。将4组支架分别与MG63细胞共培养,检测支架的生物相容性及促成骨分化能力。结果与结论:①扫描电镜下可见4组支架具有多层级孔隙,随着混合粉体中NaCl质量分数的增加,支架的孔隙率升高;X射线能量色散谱、X射线衍射图谱、傅里叶变换红外光谱及热失重分析结果显示,4组支架材料主体为不具压电性的α相,固相力化学激发出更多β相,以增强其压电性能,其中PVDF-60组β相含量占比最高;循环压缩测试及压电性能测试结果显示,PVDF-60组相较其他组拥有更高的压缩强度和压电性能;②扫描电镜与激光共聚焦显微镜下可见MG63细胞良好地黏附于4组支架表面,细胞形态良好并伸出较多的伪足、分泌大量细胞外基质;CCK-8实验显示,PVDF-60组培养4 d的细胞增殖吸光度值高于其他3组(P<0.0001);碱性磷酸酶染色及茜素红染色显示,PVDF-60组碱性磷酸酶表达与钙化结节数量均高于其他3组(P<0.01,P<0.0001);③聚偏二氟乙烯压电泡沫支架均具有较好的细胞相容性,其中PVDF-60组具有更优异的力学性能、压电性能和骨诱导能力。

关键词：骨组织工程压电材料泡沫支架材料聚偏二氟乙烯成骨分化固相力化学

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