高分子新年特刊（下）：隱性眼鏡？NO!——電子屏幕？YES!
恰逢2016新年伊始，材料牛的編輯小伙伴們為大家送上高分子新年特刊，邀您一覽。
想像一下，一個攜帶著可移動部分的高分子能夠向環境傳遞某些介質，然后通過化學方法復原并再次發揮作用；又或者一個高分子聚合物能夠像人類肌肉收縮和舒張那樣舉起周圍的“重物”。如今，這一切都不再是人們的幻想。近日，西北大學的研究人員已經開發出這種可拆卸式新型聚合物分子。
實現上述功能，需要剛性和柔性納米級聚合物分子具備不同的特性，并且以特定的方式進行組合。而這種全新的聚合物分子在未來可以被用于制造人造肌肉或其他材料，如一些藥物、生物分子或其他化學物質；在自我修復功能材料和可替換能源的領域也能發揮一定的作用。
相關研究結果已經發表在Science上。
近日，瑞典默奧大學一個研究小組首次發現在半導體聚合物中可以實現高效的垂直電荷傳輸。這些開拓性的研究結果，對提升聚合物電荷傳輸能力和有機光電器件的制造具有深遠的影響。
共軛半導體聚合物（塑料）具有優異的光學和電子特性，這使得它們在生產有機光電器件，如光生伏打太陽能電池（OPV），發光二極管（OLED）和激光器等領域極具吸引力。但是，直到現在有機半導體的垂直電荷載體遷移率依然較低，不足以實現電子設備的快速電荷傳輸。然而，瑞典默奧大學的研究小組已經成功攻克了這個難題，他們發現了通過聚合物主鏈產生電荷的高效運輸新方法。在這個新方法中，不需要對聚合物進行任何的化學摻雜就可用于電荷傳輸等領域。
相關研究結果已經發表在 Advanced Materials上。
圣安德魯斯大學和哈佛醫學院的研究人員開發出一種新的技術，可將光導入人體的深層組織，幫助傷口更快地愈合，更有效地治療腫瘤。這一技術稱之為光學反應組織粘合技術，就是將光導入傷口處以刺激傷口快速愈合。但是直到現在這項技術還是只能用于治愈表層傷口。目前，研究人員正在將此技術發展到治愈人體的深層傷口等領域。
傳統上，用于將光導入傷口的纖維是由玻璃或是天然纖維材料制成，這種材料會永久留在人體內，只有借助外科手術才能將其取出。然而，圣安德魯斯大學和哈佛醫學院的研究小組發現這種新型纖維可由一種可被人體吸收的材料制成，從而不必再利用外科手術去除，同時也減少了對新生組織的損傷。
這項研究可用于多種領域，例如長期的光動力療法（PDT）治療癌癥，以及植入內窺鏡重復成像和監測術后愈合等過程。
環烯烴聚合物(COPs)可以用真空紫外光催化反應，即在低于Tg（玻璃化轉變溫度）的條件下以實際結合強度鍵合。研究者利用真空紫外輻照條件對聚合物進行優化，他們給予聚合物最大界面處5分鐘的紫外光照射，最終發現長時間的照射造成了聚合物韌性的下降。
此外，該研究小組還發現高濕度環境可以造成環烯烴聚合物沖擊韌性的下降，研究者利用高分辨率的掃描電鏡觀察了斷裂表面，發現在斷裂表面處出現了大量的纖維素微纖絲，而這種界面破壞可以由該處應力迫使氫鍵的移位來解釋。
相關研究成果已經發表在Polymer Journal上。
新型聚合物薄膜包衣在接觸隱性眼鏡鏡片后，能夠將其轉變為便攜式電腦屏幕，這一轉變將會促使消費類電子產品進入可穿戴視覺用具的新時代。
近日，來自南澳大利亞大學未來工業研究所的科學家們已經成功完成了新型聚合物薄膜促使隱性眼鏡轉變為導體，并且有打造微型電路潛力的概念驗證。而這種可穿戴電子設備對人體不會產生任何危害。
這種新型技術可以改變人們的生活方式，使人和附近的智能設備更安全的聯系在一起。南澳大利亞大學的聚合物涂層研究使得高科技的隱形眼鏡行業改變了游戲規則。
相關研究成果已經發表在 ACS Applied Materials and Interfaces上。
當柔性纖維刷被用來除去液池中的水滴時，人們常常能在其末端看見殘留的水滴，而殘留液體的多少又取決于纖維的長度、剛度和纖維的形狀。研究人員為了解決這個問題，從不同橫截面的錐形纖維所產生的毛細力入手，最終發現毛細力可用來除去殘留的水滴。
然而，充斥于整個柔性纖維刷之間的毛細力可能很難與水滴產生相互作用。研究人員從理論上證實了柔性纖維刷除水的物理機制明顯不同于單個錐形纖維通過“關閉”它們的末端防水的機理。目前，研究人員正在深入研究這種機理。而這種理論可以用來指導設計一種可控的儲水式液體輸送裝置。
相關研究成果已經發表在NPG Asia Materials上。
近日，科學家研究出一種新型的聚合物囊狀結構。這些囊狀結構主要為膠束或者囊泡（主要由兩親性嵌段共聚物在水中自發形成）。它們具有晶體結構，可以提高聚合物材料的力學性能。這些膠束與囊泡自身又具有流體的性質，通常應用于藥物傳遞和基因治療等輕機械領域。大多數膠束與囊泡具有彎曲的界面，這是由彎曲的幾何形狀具有三維晶體的不對稱性造成的。
現在科學家通過結晶法合成單晶狀聚合物膠囊，并將其命名為crystalsome。研究人員通過原子力顯微鏡來研究這種囊狀結構，并用這種新型的結構來研究球晶結構和藥物運輸。目前已經研制出148nm到1μm的crystalsomes聚合物囊狀結構。
相關研究成果已經發表在Nature Communications上。
由華東理工大學和上海交通大學共同研發的新技術目前已運用到高強度碳納米管薄膜的開發上。
研究人員發現，管狀生長的單層碳原子具有優異的電子和彈性性能，于是他們試圖尋找一種可以批量生產這種材料的方法。在多方努力合作下，終于成功研制出保留單層碳原子大部分彈性等性能的材料，并且這種材料的強度要高于芳綸和碳纖維。未來，這種新材料將適用于可穿戴設備，并且可以運用到人工肌肉和士兵防護服等領域。
相關研究成果已經發表在Nano Letters上。
聚集誘導發光聚合物（AIE）是一系列新型的發光材料。人們對這種材料的研究興趣日益增長，現在對AIE的研究已經促使一個全新領域的誕生。
AIE 聚合物可由高聚合態排放，多樣化聚合物結構和多種合成方法制備。AIE和小分子聚合物相比，也表現出良好的溶解性和加工性能。此外，一些其他高分子材料的功能可以通過大量簡單方便的合成方法引入AIE聚合物。這種新型材料可以運用到很多領域，如熒光傳感器，刺激響應性材料，生物學上的應用，多孔材料以及圓偏振發光等。迅速發展的各種 AIE 聚合物為這個全新的研究領域提供了巨大的機遇。
在美國北卡羅來納州，百分之四十四的房主更關心風暴破壞他們房子的程度。而能夠耐受相應沖擊的門窗成為保護人們財產的關鍵。
PlyGem公司將出售一款新型乙烯基雙懸窗，這將會成為抵擋風暴的利器。這款乙烯基雙懸窗可以承受一塊9磅重（2到4層厚）的預制板以每小時35英里的速度撞擊所產生的力。盡管表層的玻璃會碎裂，但是撞裂的沖擊會被內層的聚乙烯醇縮丁醛 (PVB) 樹脂所吸收。這種玻璃由于其高結合質量、光學透明性和韌性，也可被應用于汽車的擋風玻璃（安全夾層玻璃）。
在未來，這種新型乙烯基雙懸窗基于它在測試期間的優異表現可以完全通過超級颶風的考驗。
近日，研究人員在溫和紫外光照射（最大波長約為365nm）和不添加傳統的光引發劑、金屬催化劑或染料敏化劑的條件下進行了丙烯酸甲酯的光誘導可控自由基聚合，即一種新型固體光催化劑的實驗。
研究人員發現在紫外光照射下，有機胺能夠和硫代硫羰基化合物進行協同光化學反應，最終得到聚甲基丙烯酸酯。當在固體基質上接枝富胺聚合物時可以得到非均相催化劑，這種催化劑在光聚合反應中能夠輕易的去除，回收和循環利用。更重要的是，利用固態光觸媒 (ssPC)作催化劑合成的聚甲基丙烯酸酯和用游離胺催化合成的產物具有同樣優異的化學和結構完整性。
相關研究成果已經發表在Scientific Reports上。
12、無毒的細胞粘合劑
普度大學的研究者已經證實：一種根據貽貝體內蛋白質而人工合成的高強度粘合劑對活細胞是無毒的。這也表明：這種粘合劑在外科手術或者其他生物醫藥方面有潛在的適用性。用傳統的手術縫線和螺絲釘縫合傷口會使傷口處承受過大的機械應力，同時也可能造成感染。因此用這種粘合劑‘縫合’傷口是非常不錯的選擇。
這種粘合劑被研究者命名為鄰苯二酚-聚苯乙烯，是一種模仿貽貝分泌出的蛋白質而人工合成的高強度粘合劑。研究人員用名為NIH/3T3纖維母細胞對這種聚合物進行測試，化驗結果都顯示培養在該材料中的細胞依然保持正常的機能。
相關研究成果發表于Journal of Biomedical Materials Research Part A上。
在工業領域中，氣體混合物的分離是非常重要的。而SF6作為溫室氣體卻是各種工業生產中必不可少的原料之一。因此現在許多研究都集中在發展SF6及其衍生物的分離技術上。
近日，一種新型高度選擇性的聚合物電解質膜已經被合成，這個膜是由Cu（NO3）2和聚（2-乙基-2-惡唑啉）合成的，用于SF6/N2分離的準備過程。研究人員提出了一種將含Cu（NO3）2的電解質膜作為阻隔材料的新方法。此法中的電解質膜是控制涂料器將含Cu（NO3）2的溶液添加到復合材料中制成的。因為制作過程中有水的存在，所以在制作完成后，電解質膜需在室溫下干燥十分鐘。而當POZ/Cu(NO3)2的摩爾比為1:0.7時，這種新型聚合物電解質膜具有最大的分離能力。
相關研究成果已經發表在Scientific Reports上。
本刊由材料人高分子材料學習小組編寫。
材料牛編輯整理。
哎呦，不錯哦！