顶刊动态 | AM/Macromolecules等高分子材料前沿最新科研成果精选【第20期】

本期精选预览：1、 Adv. Mater. 通过在溶液中的聚集来控制共轭给体-受体聚合物的表面组织；2、Adv. Mater. 通过可逆DA反应控制褶皱图案：从动态化学到动态图案；3、Adv. Funct. Mater. 水凝胶双层膜孔洞结构诱发其快速多级折叠；4、 Adv. Funct. Mater. 液晶滴模版法制备光学复杂、多孔、不等量聚合物微粒；5、Adv. Funct. Mater. 极度稀释时的有序性；6、Macromolecules 使用基对基有机催化法的一锅法制备的大分子聚合物的结构；7、Macromolecules  ALTMET聚合得到的氨基酸单体精准控制药物的释放；8、 Macromolecules 流体包裹体对柔性聚合物材料强化过程中弹性毛细管作用对其影响的分子动力学模拟。

1、 Adv. Mater. 通过在溶液中的聚集来控制共轭给体-受体聚合物的表面组织

图1 溶液中聚集调制的聚合物表面取向的示意图

来自波兰罗兹科技大学的Wojciech Pisula（通讯作者）和普朗克聚合物研究所的Klaus Müllen（通讯作者）等人发现共轭聚合物在薄膜表面的的聚集对其表面组织有着显著的影响。二氟代苯并噻二唑在溶液中表现出很强的预聚合，但加入1,2,4-三氯苯可以有效地减少聚集体，从而导致了从边缘到表面的结构的薄膜取向。

文献链接：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. 通过可逆DA反应控制褶皱图案：从动态化学到动态图案

图2 基于可逆DA反应的可逆褶皱图案和AFM图像

近日，上海交通大学化学化工学院姜学松（通讯作者）团队发现了一种构造可逆褶皱图案的简单而有效的办法。通过控制可逆Diels–Alder反应可以对褶皱图案实现动态消除和原位调整。由于呋喃和马来酰亚胺的动态DA反应，使得双层膜之间的模量不协调，压缩应力场产生动态变化，从而导致褶皱的产生和消除。这种可逆褶皱可以实现对材料粘附性，润湿性和光学性能的精确控制，获得具有多功能的智能材料。

文献链接: 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. 水凝胶双层膜孔洞结构诱发其快速多级折叠

图3 基板上聚合物双层膜结构和边缘弯曲示意图及其弯曲模量曲线

最近，美国佐治亚大学的Leonid Ionov（通讯作者）研究组将疏水聚合物上层和刺激响应聚合物下层组成的聚合物双层膜负载于不透水固体基材(硅晶片或玻璃)上形成变形材料。通过在双层膜中引入孔洞，调节孔洞大小，位置和形状，不仅使得膜在折叠方式上具备新的几何控制，同时具有调节折叠速率的能力，为新型可控变形材料的设计提供理论基础。

文献链接：Hole-Programmed Superfast Multistep Folding of Hydrogel Bilayers  (Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602394)

4、 Adv. Funct. Mater. 液晶滴模版法制备光学复杂、多孔、不等量聚合物微粒

图4 在微米级向列液晶滴上的平衡演变结构图

来自美国威斯康星大学的Nicholas L. Abbott（通讯作者）等人利用微米级的水性分散体液晶滴提供了一种一般且轻便的模版合成方法用以合成内部结构复杂且多孔的球形或非球形的聚合物微粒。

文献链接：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. 极度稀释时的有序性

图5 未添加高刚性组分的极稀溶液中材料为获得宏观上长程有序结构而进行的层次化组装过程示意图

荷兰内梅亨大学Paul H. J. Kouwer（通讯作者）等人利用半柔性聚合物与发色团的自组装行为，使材料在高度稀释的状态下（质量份数低于0.3%），具有宏观上高度有序性。该方法打破了原先在稀浓度下为获得高度有序性需要加入高刚性组分的界限。该方法能在生物系统上发挥作用。

文献链接：Order at Extreme Dilution（Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602913）

6、Macromolecules 使用基对基有机催化法的一锅法制备的大分子聚合物的结构

图6 有代表性的三嵌段共聚物的核磁共振图谱及分析

最近，华南理工大学的赵俊鹏（通讯作者）等人研究了一种利用基对基有机催化的一锅法生产聚酯和聚氨酯的方法。他们发现在磷腈类强碱存在时，首先生成环氧乙烷，接着通过加入硫脲来将溶液体系中的强碱性盐反应减少，从而降低催化剂体系的碱度，进而可以控制接下来的聚合物合成与链增长过程。这一方法体现里一锅法的诸多优点，例如适用范围广，需要的二次催化剂少等，还可以进一步控制催化体系的酸碱度。

文献链接：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聚合得到的氨基酸单体精准控制药物的释放

图7  一种钌基催化剂存在下的ALTMET聚合示例

最近，巴西圣卡塔琳娜联邦大学的Claudia Sayer（通讯作者）和德国马克斯普朗克研究所的Rafael Muñ oz-Espí（通讯作者）等人通过研究提出了一种由交替共聚二烯烃生产可降解氨基酸基聚合物的方法。这一方法通过与赖氨酸基聚合物进行分子内配位来减少异化作用和钝化钌催化剂，所制备的聚合物可以进一步用来生产纳米粒。同时这一方法合成的赖氨酸基聚合物材料也具有潜在的生物医学应用价值，可以应用在控制靶向药物的释放过程中。

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

8、 Macromolecules 流体包裹体对柔性聚合物材料强化过程中弹性毛细管作用对其影响的分子动力学模拟

图8 材料剪切模量与其弹性毛细管常数的关系

美国阿克伦大学的Andrey V. Dobrynin（通讯作者）等人运用分子动力学模拟手段研究了含流体包裹体的高分子纳米复合材料的机械性能。揭示了该复合材料的机械性能与材料自身的弹性毛细管常数（elastocapillary number）之间的关系。该研究对今后用流体包裹体对聚合物材料改性提供了有力的依据。

文献链接：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学习小组成员watermelon、molecular、LRKT、xiiluu供稿，材料牛编辑整理。

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