顶刊动态∣AM/ Macromolecules等高分子材料前沿最新科研成果精选【第21期】

本期精选预览：1、Adv. Mater. 用超高交联聚合物制备高度多孔碳；2、Adv. Mater. 通过一维微通道引导向列相液晶弹性体片材折叠成三维图形；3、ASC Nano 用于人造肌肉和压力传感器的针织碳纳米管鞘/氨纶核弹性纱；4、JACS 用活性聚合催化剂制备丙交酯的立构嵌段共聚物；5、Angew. Chem. Int. Ed. 借助具有 “光控” 性能的二芳基乙烯来观察纳米级软物质；6、Angew. Chem. Int. Ed. 一种带隙可调且电催化性能得到优化的处于离子介导形态的硫化铋；7、Macromolecules 层状温敏水凝胶研究：水凝胶结构对性能的影响；8、Macromolecules 持续微观流动的光可逆生成与裂解的自由基转移聚合反应。

1、Adv. Mater. 用超高交联聚合物制备高度多孔碳

图1 超高交联聚合物的合成方法和碳化方法

英国利物浦大学的Andrew I. Cooper（通讯作者）等人首先分别用苯、吡咯和噻吩合成了超高交联聚合物，然后在KOH的活化作用下对这些超高交联聚合物进行碳化，制备出了高度多孔的碳。它的比表面积高达4334 m2 g⁻¹，能摄入特别多的CO2 和H2。这种制备方法降低了原料成本，简化了制备过程。

文献链接：Hyperporous Carbons from Hypercrosslinked Polymers（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201603051）

2、Adv. Mater. 通过一维微通道引导向列相液晶弹性体片材折叠成三维图形

图2 对LCM对准一维通道设计

美国宾夕法尼亚大学的Shu Yang（通讯作者）等人通过调整微图案环氧通道内的液晶单体，然后通过光聚合制备了具有拓扑缺陷的二维液晶弹性体（LCE）。加热时，LCE膜形成了与理论设计相符的各种三维结构。

文献链接：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 用于人造肌肉和压力传感器的针织碳纳米管鞘/氨纶核弹性纱

图3 碳纳米管/氨纶复合纺织品生产示意图及实物图

澳大利亚伍伦贡大学智能聚合物研究所 Javad Foroughi（通讯作者） 研发了一种大规模的纺织技术，通过将碳纳米管包裹在氨纶纺织品上，能够持续的生产导电的三维复合纺织品材料。这种材料展现出极佳的压力传感性和驱动性能。这对未来大规模生产智能纺织品有着重要的意义。

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

4、JACS 用活性聚合催化剂制备丙交酯的立构嵌段共聚物

图4 一步法合成丙交酯的均聚物和等规立构嵌段共聚物

以色列特拉维夫大学的Moshe Kol（通讯作者）等人采取一步合成法，用高催化活性的镁催化剂制备了具有全新的微结构的聚乳酸材料。成千上万的左旋乳酸在几分钟内完全反应，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单元多达500个重复单元，它在30分钟内就能容易制备出来。这项研究使一步法合成立构嵌段聚乳酸由不可能变成可能。

文献链接: 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” 性能的二芳基乙烯来观察纳米级软物质

图5 染料光控“开环”与“闭环”化学结构图与及荧光性表征

德国亚琛工业大学物理化学研究所Dominik W?ll 教授（通讯作者）报道了一种新颖的二芳基乙烯“光控”染料，在紫外光与可见光照射下，该染料的分子结构能够 在“开环”与“闭环”之间相互转换。在“开环”状态下，不能吸收可见光，表现出无色状态，而在“闭环”状态下，能够吸收到波长在550nm以内的光，并展现出极强的荧光性。这种光控的物理特性，使其成为光活化定位显微镜理想的染料。在探索软物质分子结构领域展现出良好应用前景。

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

6、Angew. Chem. Int. Ed. 一种带隙可调且电催化性能得到优化的处于离子介导形态的硫化铋

图6 Bi2S3催化剂的高清XPS谱图

最近，德国马克斯普朗克胶体与界面研究所的Min-Rui Gao（通讯作者）和Markus Antonietti（通讯作者）等人将聚（离子液体）作为添加剂应用在不同大小和形态的硫化铋催化剂中。他们发现，在量子尺寸效应的影响下，硫化铋的带隙展现出了可调节性。而聚（离子液体）的加入可以改变硫化铋催化剂的化学性质和表面电子结构，从而使其在水氧化过程中具有更加优良的电催化性能。

文献链接：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 层状温敏水凝胶研究：水凝胶结构对性能的影响

图7 合成层状水凝胶的两种方法

最近，美国阿拉巴马大学的Eugenia Kharlampieva（通讯作者）和美国橡树岭国家实验室的John Ankner（通讯作者）等人研究了亲水性和体系结构对非离子双堆栈水凝胶的温度响应行为和形态结构的影响。他们发现堆垛顺序和堆垛厚度对水凝胶的合成过程具有显著的影响，而水凝胶的水化作用能够有效地改善其温度响应性。这一研究结果对控制水凝胶的温度响应行为和表面性能具有重大意义。

文献链接：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 持续微观流动的光可逆生成与裂解的自由基转移聚合反应

图8 RAFT聚合机制和引入机制

最近，比利时哈瑟尔特大学的Thomas Junkers（通讯作者）等人研究了通过常规的光自由基引发剂来诱导光RAFT聚合反应。他们发现这一方法具有和其他RAFT合成法相似的结果。因此可以通过选择合适的反应条件来得到更优的结果。另外，他们也发现，引发剂的选择，光照强度，反应温度等都对聚合反应具有重大影响，并且引发剂的分解率在流动条件下也非常的高，而聚合反应也将在所有的引发剂用完之后结束。

文献链接：Continuous Microflow PhotoRAFT Polymerization（Macromolecules, 2016, DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01534）

本文由材料人高分子材料学习小组成员kv1004、LRKT、riitxiq、xiiluu 供稿，材料牛编辑整理。

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