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创新前沿德国应用化学报道我校智能动态聚合物最新进展

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11 月 10, 2023 #智能化学会动态

中空结构对于帮助有机生命体生理功能的正常运行起着至关重要的作用。 目前构建自演化中空聚合物的初始材料通常是水凝胶,但其润湿性、机械强度差等特性在一定程度上阻碍了该类材料的实际应用。 近日,我校化学学院与费林加诺奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组报道了一种具有高力学性能的干网络聚硫氨酯热固性材料在碱性溶液中自发演化成规则结构。 空心结构的新策略。 聚合物网络内交联结构的转变可以引起聚合物薄膜形状的变化,实现微观结构调控并促进宏观形状转变。 该研究成果以“Self-Evolution of High Mechanical Strength Dry-Network PolythiouraneThermosets into Neat Macroscope Hollow Structures”为题发表在《德国应用化学》(2022,DOI:10.1002/anie.202117195)上。

该聚合物材料以硫辛酸开环后的6,8-二巯基辛酸为原料与六亚甲基二异氰酸酯在碱催化条件下制备而成。 聚合物网络内的高密度氢键赋予该材料优异的机械性能。 与铁离子的配位键的引入进一步强化了网络并增强了聚合物的机械性能。 将不带配位键的干燥网络聚合物薄膜浸泡在氢氧化钠溶液中,分子中的部分羧酸基团发生反应,形成可形成离子键的羧酸钠。 聚合物逐渐从最初的氢键交联网络转变为氢键和离子键共存的网络。 交联形式的转变导致聚合物形状逐渐从固体薄膜演变为规则的空心结构。 进化后的结构聚合物仍然具有很强的机械性能。 通过简单地编辑初始二维聚合物薄膜的形状并将其浸泡在碱性溶液中,就可以演化出相应的三维空心模型。 该工作提出的中空结构的自进化策略在软体机器人、刺激释放容器、特种元件连接器等新型智能材料领域具有潜在的应用前景。

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该研究工作主要由我校化学学院博士生周尚武在曲大辉教授的指导下完成。 该研究工作还得到了国家自然科学基金委、教育部材料生物学与动态化学前沿科学中心、上海市科技重大专项、上海市科委、费林加研究院的资助。诺贝尔奖科学家联合研究中心。

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