頂刊動態∣AM/ Macromolecules等高分子材料前沿最新科研成果精選【第21期】

本期精選預覽：1、Adv. Mater. 用超高交聯聚合物制備高度多孔碳；2、Adv. Mater. 通過一維微通道引導向列相液晶彈性體片材折疊成三維圖形；3、ASC Nano 用于人造肌肉和壓力傳感器的針織碳納米管鞘/氨綸核彈性紗；4、JACS 用活性聚合催化劑制備丙交酯的立構嵌段共聚物；5、Angew. Chem. Int. Ed. 借助具有 “光控” 性能的二芳基乙烯來觀察納米級軟物質；6、Angew. Chem. Int. Ed. 一種帶隙可調且電催化性能得到優化的處于離子介導形態的硫化鉍；7、Macromolecules 層狀溫敏水凝膠研究：水凝膠結構對性能的影響；8、Macromolecules 持續微觀流動的光可逆生成與裂解的自由基轉移聚合反應。

1、Adv. Mater. 用超高交聯聚合物制備高度多孔碳

圖1 超高交聯聚合物的合成方法和碳化方法

英國利物浦大學的Andrew I. Cooper（通訊作者）等人首先分別用苯、吡咯和噻吩合成了超高交聯聚合物，然后在KOH的活化作用下對這些超高交聯聚合物進行碳化，制備出了高度多孔的碳。它的比表面積高達4334 m2 g^?1，能攝入特別多的CO2 和H2。這種制備方法降低了原料成本，簡化了制備過程。

文獻鏈接：Hyperporous Carbons from Hypercrosslinked Polymers（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201603051）

2、Adv. Mater. 通過一維微通道引導向列相液晶彈性體片材折疊成三維圖形

圖2 對LCM對準一維通道設計

美國賓夕法尼亞大學的Shu Yang（通訊作者）等人通過調整微圖案環氧通道內的液晶單體，然后通過光聚合制備了具有拓撲缺陷的二維液晶彈性體（LCE）。加熱時，LCE膜形成了與理論設計相符的各種三維結構。

文獻鏈接：Guided Folding of Nematic Liquid Crystal Elastomer Sheets into 3D via Patterned 1D Microchannels（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201603751）

3、ASC Nano 用于人造肌肉和壓力傳感器的針織碳納米管鞘/氨綸核彈性紗

圖3 碳納米管/氨綸復合紡織品生產示意圖及實物圖

澳大利亞伍倫貢大學智能聚合物研究所 Javad Foroughi（通訊作者） 研發了一種大規模的紡織技術，通過將碳納米管包裹在氨綸紡織品上，能夠持續的生產導電的三維復合紡織品材料。這種材料展現出極佳的壓力傳感性和驅動性能。這對未來大規模生產智能紡織品有著重要的意義。

文獻鏈接：Knitted Carbon-Nanotube-Sheath/Spandex-Core Elastomeric Yarns for Artificial Muscles and Strain Sensing?(ACS Nano, 2016, DOI: 10.1021/acsnano.6b04125)

4、JACS 用活性聚合催化劑制備丙交酯的立構嵌段共聚物

圖4 一步法合成丙交酯的均聚物和等規立構嵌段共聚物

以色列特拉維夫大學的Moshe Kol（通訊作者）等人采取一步合成法，用高催化活性的鎂催化劑制備了具有全新的微結構的聚乳酸材料。成千上萬的左旋乳酸在幾分鐘內完全反應，得到的聚乳酸具有所期望的分子量和窄分子量分布。左、右旋乳酸的二嵌段共聚物的嵌段單元多達500個重復單元，它在30分鐘內就能容易制備出來。這項研究使一步法合成立構嵌段聚乳酸由不可能變成可能。

文獻鏈接:?Tailor-Made Stereoblock Copolymers of Poly(lactic acid) by a Truly Living Polymerization Catalyst?(JACS, 2016, DOI: 10.1021/jacs.6b07287)

5、Angew. Chem. Int. Ed. 借助具有 “光控” 性能的二芳基乙烯來觀察納米級軟物質

圖5 染料光控“開環”與“閉環”化學結構圖與及熒光性表征

德國亞琛工業大學物理化學研究所Dominik W?ll 教授（通訊作者）報道了一種新穎的二芳基乙烯“光控”染料，在紫外光與可見光照射下，該染料的分子結構能夠 在“開環”與“閉環”之間相互轉換。在“開環”狀態下，不能吸收可見光，表現出無色狀態，而在“閉環”狀態下，能夠吸收到波長在550nm以內的光，并展現出極強的熒光性。這種光控的物理特性，使其成為光活化定位顯微鏡理想的染料。在探索軟物質分子結構領域展現出良好應用前景。

文獻鏈接：Nanoscopic Visualization of Soft Matter Using Fluorescent Diarylethene Photoswitches. (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201606791)

6、Angew. Chem. Int. Ed. 一種帶隙可調且電催化性能得到優化的處于離子介導形態的硫化鉍

圖6 Bi2S3催化劑的高清XPS譜圖

最近，德國馬克斯普朗克膠體與界面研究所的Min-Rui Gao（通訊作者）和Markus Antonietti（通訊作者）等人將聚（離子液體）作為添加劑應用在不同大小和形態的硫化鉍催化劑中。他們發現，在量子尺寸效應的影響下，硫化鉍的帶隙展現出了可調節性。而聚（離子液體）的加入可以改變硫化鉍催化劑的化學性質和表面電子結構，從而使其在水氧化過程中具有更加優良的電催化性能。

文獻鏈接：Poly(ionic liquid)-Mediated Morphogenesis of Bismuth Sulfide with a Tunable Band Gap and Enhanced Electrocatalytic Properties（Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201607221）

7、Macromolecules 層狀溫敏水凝膠研究：水凝膠結構對性能的影響

圖7 合成層狀水凝膠的兩種方法

最近，美國阿拉巴馬大學的Eugenia Kharlampieva（通訊作者）和美國橡樹嶺國家實驗室的John Ankner（通訊作者）等人研究了親水性和體系結構對非離子雙堆棧水凝膠的溫度響應行為和形態結構的影響。他們發現堆垛順序和堆垛厚度對水凝膠的合成過程具有顯著的影響，而水凝膠的水化作用能夠有效地改善其溫度響應性。這一研究結果對控制水凝膠的溫度響應行為和表面性能具有重大意義。

文獻鏈接：Stratified Temperature-Responsive Multilayer Hydrogels of Poly(N-vinylpyrrolidone) and Poly(N-vinylcaprolactam): Effect of Hydrogel Architecture on Properties（Macromolecules, 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b00964）

8、Macromolecules 持續微觀流動的光可逆生成與裂解的自由基轉移聚合反應

圖8 RAFT聚合機制和引入機制

最近，比利時哈瑟爾特大學的Thomas Junkers（通訊作者）等人研究了通過常規的光自由基引發劑來誘導光RAFT聚合反應。他們發現這一方法具有和其他RAFT合成法相似的結果。因此可以通過選擇合適的反應條件來得到更優的結果。另外，他們也發現，引發劑的選擇，光照強度，反應溫度等都對聚合反應具有重大影響，并且引發劑的分解率在流動條件下也非常的高，而聚合反應也將在所有的引發劑用完之后結束。

文獻鏈接：Continuous Microflow PhotoRAFT Polymerization（Macromolecules, 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01534）

本文由材料人高分子材料學習小組成員kv1004、LRKT、riitxiq、xiiluu 供稿，材料牛編輯整理。

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