《Angew. Chem. Int. Ed.》報(bào)道我校智能動(dòng)態(tài)聚合物最新進(jìn)展
空心結(jié)構(gòu)在幫助有機(jī)生命體生理功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)上起到必不可少的作用。目前構(gòu)筑自演化空心聚合物的初始材料通常為水凝膠，其濕潤(rùn)、機(jī)械強(qiáng)度差等特性一定程度上阻礙了該類材料的實(shí)際應(yīng)用。近日，我?；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院、費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心曲大輝教授課題組報(bào)道了一種以高機(jī)械性能的干網(wǎng)絡(luò)聚硫氨酯熱固性材料在堿性溶液中自演化為規(guī)整的空心結(jié)構(gòu)新策略，該聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化能夠誘導(dǎo)聚合物薄膜形狀發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)了微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控促使宏觀形狀轉(zhuǎn)變。最新研究成果以“Self-Evolution of High Mechanical Strength Dry-Network Polythiourethane Thermosets into Neat Macroscopic Hollow Structures”為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. (2022, DOI: 10.1002/anie. 202117195)。
?該聚合物材料由硫辛酸開環(huán)后的6，8-二巰基辛酸為原料與六亞甲基二異氰酸酯在堿催化條件下制備而成，聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)高密度的氫鍵賦予材料優(yōu)異的機(jī)械性能，通過與鐵離子的配位鍵的引入進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)聚合物的機(jī)械性能。無配位鍵的干網(wǎng)絡(luò)聚合物薄膜浸泡在氫氧化鈉溶液中，分子內(nèi)部分羧酸基團(tuán)反應(yīng)為可以形成離子鍵的羧酸鈉。聚合物從初始的氫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)逐漸轉(zhuǎn)換為氫鍵和離子鍵兩種交聯(lián)形式共存的網(wǎng)絡(luò)，交聯(lián)形式的轉(zhuǎn)換誘導(dǎo)聚合物形狀從固態(tài)薄膜逐漸演化為規(guī)整的空心結(jié)構(gòu)，演化后的聚合物仍擁有較強(qiáng)的機(jī)械性能。簡(jiǎn)單編輯初始的二維聚合物薄膜的形狀并將其浸泡在堿溶液中，可以演化形成相應(yīng)的三維中空模型。該工作提出的空心結(jié)構(gòu)自演化的策略在軟體機(jī)器人、刺激釋放容器以及特殊組件連接器等新型智能材料領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。
?該研究工作主要由我?；瘜W(xué)院博士生周尚武在曲大輝教授的指導(dǎo)下完成。該研究工作還得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、材料生物學(xué)與動(dòng)態(tài)化學(xué)教育部前沿科學(xué)中心、上海市科技重大專項(xiàng)、上?？茖W(xué)技術(shù)委員會(huì)、費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心等資金支持。
?原文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202117195。
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