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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

溶液浓度对聚(3-丁基噻吩)溶液聚集态和薄膜结晶结构的影响

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高分子学报 2024年

作者：骆雪冰赵清清李琳郑浩郭亚楠彭娟聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系

共轭聚合物由于其特殊的力学、电性能或光电功能被广泛应用于各种器件中，在溶液加工过程中，其在溶液中的分子链构象和溶液聚集态会由于记忆效应传递到薄膜中，从而对薄膜凝聚态结构和性能产生重要影响.基于此，本文工作通过控制聚(3-... 详细信息

共轭聚合物由于其特殊的力学、电性能或光电功能被广泛应用于各种器件中，在溶液加工过程中，其在溶液中的分子链构象和溶液聚集态会由于记忆效应传递到薄膜中，从而对薄膜凝聚态结构和性能产生重要影响.基于此，本文工作通过控制聚(3-丁基噻吩)(P3BT)的溶液浓度来调控P3BT在溶液中的链聚集态，进而深入研究溶液聚集态对P3BT薄膜的结晶结构包括晶型和结晶取向的影响，以及不同结晶结构和载流子传输性能的关系.结果表明，P3BT在低浓度的溶液中链聚集程度较弱，进而在薄膜中形成丁基侧链非交叉式排列的晶型Ⅰ结构，且以edge-on结晶取向为主；而在更高浓度的溶液中形成聚集更强的聚集体，在薄膜中形成丁基侧链交叉式排列的晶型Ⅱ结构，结晶取向为flat-on与edge-on共存.这些具有不同晶型和结晶取向的P3BT薄膜对有机场效应晶体管(OFET)的器件性能有直接影响.

关键词：聚噻吩溶液态聚集晶型结晶取向场效应晶体管

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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

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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年第7期55卷 802-813页

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上海200438

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... 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

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年第7期55卷 814-825页

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上海200433

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... 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

溶液浓度对聚(3-丁基噻吩)溶液聚集态和薄膜结晶结构的影响

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高分子学报 2024年第7期55卷 910-920页

作者：骆雪冰赵清清李琳郑浩郭亚楠彭娟聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系上海200438

共轭聚合物由于其特殊的力学、电性能或光电功能被广泛应用于各种器件中.在溶液加工过程中,其在溶液中的分子链构象和溶液聚集态会由于记忆效应传递到薄膜中,从而对薄膜凝聚态结构和性能产生重要影响.基于此,本文工作通过控制聚(3-丁基... 详细信息

共轭聚合物由于其特殊的力学、电性能或光电功能被广泛应用于各种器件中.在溶液加工过程中,其在溶液中的分子链构象和溶液聚集态会由于记忆效应传递到薄膜中,从而对薄膜凝聚态结构和性能产生重要影响.基于此,本文工作通过控制聚(3-丁基噻吩)(P3BT)的溶液浓度来调控P3BT在溶液中的链聚集态,进而深入研究溶液聚集态对P3BT薄膜的结晶结构包括晶型和结晶取向的影响,以及不同结晶结构和载流子传输性能的关系.结果表明,P3BT在低浓度的溶液中链聚集程度较弱,进而在薄膜中形成丁基侧链非交叉式排列的晶型Ⅰ结构,且以edge-on结晶取向为主;而在更高浓度的溶液中形成聚集更强的聚集体,在薄膜中形成丁基侧链交叉式排列的晶型Ⅱ结构,结晶取向为flat-on与edge-on共存.这些具有不同晶型和结晶取向的P3BT薄膜对有机场效应晶体管(OFET)的器件性能有直接影响.

关键词：聚噻吩溶液态聚集晶型结晶取向场效应晶体管

基于硼酸酯标签制备具有精确侧基结构的可控聚合物

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高分子学报 2024年第7期55卷 881-890页

作者：云杰徐超然谢志康杜昱璇董进潘翔城聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系上海200438

结构精确的聚合物在生物医药、信息储存、分级组装等领域具有重要作用,而其制备一直是高分子合成领域的挑战之一.本工作基于N-甲基亚氨二乙酸(MIDA)硼酸酯作为液相迭代合成中的标签,制备了4种不同结构的噻吩-苯基侧基的单体,对其经可控... 详细信息

结构精确的聚合物在生物医药、信息储存、分级组装等领域具有重要作用,而其制备一直是高分子合成领域的挑战之一.本工作基于N-甲基亚氨二乙酸(MIDA)硼酸酯作为液相迭代合成中的标签,制备了4种不同结构的噻吩-苯基侧基的单体,对其经可控自由基聚合制备得精确侧基结构的聚合物.聚合物的紫外可见光谱和荧光发射光谱显示了不同侧基结构聚合物具有不同的光学性质,而这些聚合物在热性质和结晶性质方面呈现相似性,这来源于其相同的主链结构和同种成分的侧基.建立了MIDA硼酸酯标签合成精确侧基单体的方法,为实现聚合物侧基的精准调控提供了思路和可行方法.

关键词：序列精准聚合物硼酸酯可控/活性聚合

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年第7期55卷 841-855页

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上海200433

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... 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

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气体调控的高分子自组装

高分子学报 2024年第7期55卷 781-801页

作者：牟桂芳杨翠琴闫强复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室高分子科学系上海200433

响应性高分子是智能高分子的重要组成部分,其可以感应外部刺激、通过改变高分子结构实现对高分子功能的精确调控.气体作为一种不同于常规物理或化学信号的“绿色”刺激方式,用于对高分子自组装过程的调控具有重要意义.然而,由于气体分... 详细信息

响应性高分子是智能高分子的重要组成部分,其可以感应外部刺激、通过改变高分子结构实现对高分子功能的精确调控.气体作为一种不同于常规物理或化学信号的“绿色”刺激方式,用于对高分子自组装过程的调控具有重要意义.然而,由于气体分子通常缺乏可控反应位点且调控过程难以量化控制,目前这一刺激-调控方式的发展相对缓慢.面对上述挑战,本文系统介绍了“气敏高分子”与“气筑高分子”两类新型气体调控的高分子组装系统.结合本课题组工作,总结了以生命体三大气体信号分子——硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)和一氧化氮(NO)为刺激源,面向气敏高分子的设计与可控组装方面的研究进展;以及通过气体动态化学,以二氧化碳(CO2)等气体为连接单元,面向气筑高分子的结构设计、动态自组装及其功能应用方面的研究工作.

关键词：高分子自组装气体气敏高分子气筑高分子功能组装体