頂刊動態 | AM/Macromolecules等高分子材料前沿最新科研成果精選【第20期】

本期精選預覽：1、 Adv. Mater. 通過在溶液中的聚集來控制共軛給體-受體聚合物的表面組織；2、Adv. Mater. 通過可逆DA反應控制褶皺圖案：從動態化學到動態圖案；3、Adv. Funct. Mater. 水凝膠雙層膜孔洞結構誘發其快速多級折疊；4、 Adv. Funct. Mater. 液晶滴模版法制備光學復雜、多孔、不等量聚合物微粒；5、Adv. Funct. Mater. 極度稀釋時的有序性；6、Macromolecules 使用基對基有機催化法的一鍋法制備的大分子聚合物的結構；7、Macromolecules? ALTMET聚合得到的氨基酸單體精準控制藥物的釋放；8、 Macromolecules 流體包裹體對柔性聚合物材料強化過程中彈性毛細管作用對其影響的分子動力學模擬。

1、 Adv. Mater. 通過在溶液中的聚集來控制共軛給體-受體聚合物的表面組織

圖1 溶液中聚集調制的聚合物表面取向的示意圖

來自波蘭羅茲科技大學的Wojciech Pisula（通訊作者）和普朗克聚合物研究所的Klaus Müllen（通訊作者）等人發現共軛聚合物在薄膜表面的的聚集對其表面組織有著顯著的影響。二氟代苯并噻二唑在溶液中表現出很強的預聚合，但加入1,2,4-三氯苯可以有效地減少聚集體，從而導致了從邊緣到表面的結構的薄膜取向。

文獻鏈接：Controlling the Surface Organization of Conjugated Donor–Acceptor Polymers by their Aggregation in Solution（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201602660）

2、Adv. Mater. 通過可逆DA反應控制褶皺圖案：從動態化學到動態圖案

圖2 基于可逆DA反應的可逆褶皺圖案和AFM圖像

近日，上海交通大學化學化工學院姜學松（通訊作者）團隊發現了一種構造可逆褶皺圖案的簡單而有效的辦法。通過控制可逆Diels–Alder反應可以對褶皺圖案實現動態消除和原位調整。由于呋喃和馬來酰亞胺的動態DA反應，使得雙層膜之間的模量不協調，壓縮應力場產生動態變化，從而導致褶皺的產生和消除。這種可逆褶皺可以實現對材料粘附性，潤濕性和光學性能的精確控制，獲得具有多功能的智能材料。

文獻鏈接: Reversible Diels–Alder Reaction To Control Wrinkle Patterns: From Dynamic Chemistry to Dynamic Patterns (Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.2016 02105)

3、Adv. Funct. Mater. 水凝膠雙層膜孔洞結構誘發其快速多級折疊

圖3 基板上聚合物雙層膜結構和邊緣彎曲示意圖及其彎曲模量曲線

最近，美國佐治亞大學的Leonid Ionov（通訊作者）研究組將疏水聚合物上層和刺激響應聚合物下層組成的聚合物雙層膜負載于不透水固體基材(硅晶片或玻璃)上形成變形材料。通過在雙層膜中引入孔洞，調節孔洞大小，位置和形狀，不僅使得膜在折疊方式上具備新的幾何控制，同時具有調節折疊速率的能力，為新型可控變形材料的設計提供理論基礎。

文獻鏈接：Hole-Programmed Superfast Multistep Folding of Hydrogel Bilayers? (Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602394)

4、 Adv. Funct. Mater. 液晶滴模版法制備光學復雜、多孔、不等量聚合物微粒

圖4 在微米級向列液晶滴上的平衡演變結構圖

來自美國威斯康星大學的Nicholas L. Abbott（通訊作者）等人利用微米級的水性分散體液晶滴提供了一種一般且輕便的模版合成方法用以合成內部結構復雜且多孔的球形或非球形的聚合物微粒。

文獻鏈接：Synthesis of Optically Complex, Porous, and Anisometric Polymeric Microparticles by Templating from Liquid Crystalline Droplets（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602262）

5、Adv. Funct. Mater. 極度稀釋時的有序性

圖5 未添加高剛性組分的極稀溶液中材料為獲得宏觀上長程有序結構而進行的層次化組裝過程示意圖

荷蘭內梅亨大學Paul H. J. Kouwer（通訊作者）等人利用半柔性聚合物與發色團的自組裝行為，使材料在高度稀釋的狀態下（質量份數低于0.3%），具有宏觀上高度有序性。該方法打破了原先在稀濃度下為獲得高度有序性需要加入高剛性組分的界限。該方法能在生物系統上發揮作用。

文獻鏈接：Order at Extreme Dilution（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602913）

6、Macromolecules 使用基對基有機催化法的一鍋法制備的大分子聚合物的結構

圖6 有代表性的三嵌段共聚物的核磁共振圖譜及分析

最近，華南理工大學的趙俊鵬（通訊作者）等人研究了一種利用基對基有機催化的一鍋法生產聚酯和聚氨酯的方法。他們發現在磷腈類強堿存在時，首先生成環氧乙烷，接著通過加入硫脲來將溶液體系中的強堿性鹽反應減少，從而降低催化劑體系的堿度，進而可以控制接下來的聚合物合成與鏈增長過程。這一方法體現里一鍋法的諸多優點，例如適用范圍廣，需要的二次催化劑少等，還可以進一步控制催化體系的酸堿度。

文獻鏈接：Base-to-Base Organocatalytic Approach for One-Pot Construction of Poly(ethylene oxide)-Based Macromolecular Structures（Macromolecules, 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01542）

7、Macromolecules? ALTMET聚合得到的氨基酸單體精準控制藥物的釋放

圖7? 一種釕基催化劑存在下的ALTMET聚合示例

最近，巴西圣卡塔琳娜聯邦大學的Claudia Sayer（通訊作者）和德國馬克斯普朗克研究所的Rafael Mu? oz-Espí（通訊作者）等人通過研究提出了一種由交替共聚二烯烴生產可降解氨基酸基聚合物的方法。這一方法通過與賴氨酸基聚合物進行分子內配位來減少異化作用和鈍化釕催化劑，所制備的聚合物可以進一步用來生產納米粒。同時這一方法合成的賴氨酸基聚合物材料也具有潛在的生物醫學應用價值，可以應用在控制靶向藥物的釋放過程中。

文獻鏈接：ALTMET Polymerization of Amino Acid-Based Monomers Targeting Controlled Drug Release（Macromolecules, 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01530）

8、 Macromolecules 流體包裹體對柔性聚合物材料強化過程中彈性毛細管作用對其影響的分子動力學模擬

圖8 材料剪切模量與其彈性毛細管常數的關系

美國阿克倫大學的Andrey V. Dobrynin（通訊作者）等人運用分子動力學模擬手段研究了含流體包裹體的高分子納米復合材料的機械性能。揭示了該復合材料的機械性能與材料自身的彈性毛細管常數（elastocapillary number）之間的關系。該研究對今后用流體包裹體對聚合物材料改性提供了有力的依據。

文獻鏈接：Molecular Dynamics Simulations of the Effect of Elastocapillarity on Reinforcement of Soft Polymeric Materials by Liquid Inclusions（Macromolecules,? 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01499）

本文由材料人高分子材料學習小組成員watermelon、molecular、LRKT、xiiluu供稿，材料牛編輯整理。

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