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无机离子聚合与新型聚合材料的创制
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料,实现“像制造塑料一样制造无机物”(Nature 2019)并可以进一步实现无机材料的相互融合(Science 2021)。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料,实现“像制造塑料一样制造无机物”(Nature 2019)并可以进一步实现无机材料的相互融合(Science 2021)。这些成果突破了无机块体材料依赖高温烧结定形的传统途径,可以在常温条件下实现构建,为功能材料的制备提供革命性的科学新基础,特别适合在生物体内开展仿生合成。目前已经颠覆性地实现以下突破: 1)结合生物矿化实现人体牙釉质的再生(Sci Adv 2019),再生层与天然牙釉结构完全一致,拥有相同的生物力学特性。该工作打破了传统口腔医学中牙釉质不能再生的认知,引领新一代口腔材料从“填充型”转变为“再生型”。目前已进入转化研究阶段,样品能够高效地修复牙齿表面的微小缺损。 2)结合传统有机聚合发展出有机-无机共聚新技术,可以制备出有机-无机共聚物(Angew Chem Int Ed 2020)。与传统的有机无机复合材料不同,共聚型新材料能够在分子尺度上实现有机和无机相之间的相互融合,从而构建出结构完全均一、具有优异力学性能的轻质高强材料。特别是在传统高分子材料中引入无机离子键可以显著增强材料原有的力学性能,例如通过无机离子寡聚体可以大幅度改善传统塑料材料。 “无机离子聚合”可以构建出柔性无机离子材料,开发出矿物基塑料替代新材料,被称为“石头变塑料” (Adv Mater 2022)。矿物基塑料材料与传统塑料相比在保持制备可塑性和结构韧性的同时,具有高强、高硬和高热稳定性等新特征,而其矿物的本质特征还可以使材料能够融入到自然的矿物循环中,为解决塑料污染问题提供新策略,是一种环保型的新材料。
浙江大学 2022-07-22
一种两亲性环糊精聚合物及制备方法和用途
本发明提供一种可生物降解两亲性环糊精聚合物及其合成方法和用途。合成步骤为:1)β-CD的C-6位羟基经活化得到相应的氨基化β-CD;2)采用开环聚合方法,以辛酸亚锡作为催化剂,Z为引发剂,合成含端羟基的Y-Z聚合物;3)Y-Z聚合物的端羟基经酸酐活化转化为端羧基;4)含端羧基的Y-Z聚合物链与氨基化β-CD在偶联剂作用下偶联,得到最终可生物降解两亲性环糊精聚合物。本发明方法设计合理,合成的环糊精聚合物可将疏水性药物载入其疏水核中,通过调节疏水性Y链段的性质提高和控制药物装量,因此在药物的控制释放和靶向药物传递等领域具有很好的应用前景。
浙江大学 2021-04-11
以PMMA/PAN核壳聚合物为前驱体制备微炭纳米空心球
炭材料因其具有丰富的组织结构和许多优异的性能而获得了广泛的应用,焦炭、炭黑、活性炭、炭纤维等炭材料早已深入到社会生活的各个领域并为人们所熟知,炭富勒烯及炭纳米管的发现引起了人们对纳米级炭材料的研究热潮。炭纳米空心球是一种球状炭纳米材料,以其独特的空心、炭外壳结构,具有高比表面积、低密度、高强度及化学稳定性等特性,可以作为纳米材料的包裹体、催化剂载体、吸附剂等,已经引起了人们的广泛关注并着力于炭纳米空心球的制备。 该方法先以无皂乳液聚合制备出PMMA微纳米球,再在其外表面无皂乳液聚合一层聚丙烯腈,得到PMMA/PAN核壳聚合物微纳米粒子,冷冻干燥后得到核壳聚合物粉末,再将其依次经过低温稳定化及高温炭化处理,得到炭微纳米空心球,得到的炭微纳米空心球粒径均一,大小范围在100~300nm之间可调,壳层厚度在10~50nm之间可调,并且该炭微纳米空心球具有可石墨化性能,进一步高温石墨化即可获得具有多层石墨层片结构的石墨纳米空心球。本方法具有简单方便、产率高、质量稳定,球体大小及厚度可调的优点,获得的空心球可作为微纳米物质包裹体及催化剂载体。
上海理工大学 2021-04-11
一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种磁纺制备有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维的方法,该方法利用磁体旋转产生的交变磁场力作用,拉伸含石墨烯、聚合物混合液的磁流体射流进行纺丝,整个过程无需高压电作用,有效降低生产成本和安全隐患,且制得的纤维有序排列,所得有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维具有很好的应用前景。利用高分子聚合物如聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等制备而成的微纳米纤维具备高比表面积、高长径比以及多孔性等特点,与块体材料的光、热、力、电、磁等性质有明显的区别,因此在微纳光电子器件、过滤分离、生物传感以及组织工程等诸多领域有广泛的应用。
青岛大学 2021-04-13
一种铜@磁性金属@聚合物同轴三层纳米电缆及其制备方法
本发明涉及一种Cu@磁性金属@聚合物同轴三层纳米电缆,包括铜纳米线,包覆在所述铜纳米线外侧的磁性金属纳米管以及包覆在所述磁性金属纳米管外侧的聚合物纳米管,Cu@磁性金属@聚合物同轴三层纳米电缆的外径为100 300nm;所述磁性金属纳米管的内径为60 160nm,磁性金属纳米管的厚度为10 20nm。本发明的Cu@磁性金属@聚合物同轴三层纳米电缆具有较好的磁学性能,工艺简单,长度容易控制。通过新的制备技术组装了三层同轴纳米电缆阵列结构,具有较好的磁性能,可望用于高密度垂直磁记录介质领域。可以组装在微电子器件上。
青岛大学 2021-04-13
一种环糊精固载高分子聚合物及其制备方法与应用
本发明公开了以苯乙烯-马来酸酐共聚物和环糊精为原料,通过固载及酰基化,制备 的固载高分子聚合物及其制备方法与应用。在 40℃-75℃下,将环糊精与苯乙烯-马来酸酐 共聚物反应,获得环糊精固载高分子,而后将其用酰氯在 60-90℃进行部分酯化,得到不溶 于水的环糊精固载高分子聚合物。合成反应简单,条件温和,易于工业化。该法制备的聚合物可作为吸附材料,能有效地吸附水体中有机碱性染料(碱性品红、亚甲基蓝)及部分有毒 重金属离子(Pb2+,Hg2+,Cd2+)。
安徽理工大学 2021-04-13
安徽大学张文建副教授在聚合物纳米线方向取得新进展
聚合物纳米线(或称蠕虫状胶束)由于其高度各向异性的形貌结构而展示出许多优异的性能和广阔的应用前景,比如作为流变改性剂、超级絮凝剂、高效的Pickering乳化剂以及用于干细胞培养/存储的可灭菌凝胶。然而获得聚合物纳米线的实验室窗口非常窄,从而导致制备聚合物纳米线的难度较大并且重复性非常差。
安徽大学 2022-09-21
国科大材料学院黄辉团队在基于C-S键活化的室温交叉偶联制备聚合物半导体材料研究中取得重要进展
该项工作发展了首个利用碳-硫键活化的Stille交叉偶联聚合。在温和的反应条件下,制备了一系列高温Stille反应难以获得的聚合物半导体材料,从而为合成低成本,高性能的有机/高分子半导体材料提供了新的研究思路。
中国科学院大学 2022-06-01
发现高性能SnTe基热电材料
热电材料是能够实现热能与电能直接相互转换的新能源材料,在热电制冷和废热发电等方面有着广泛的应用前景,对于提高现有能源利用率和缓解能源危机有重要作用。相比于传统热电材料PbTe,SnTe由于其廉价、环保等优势而被广为关注。然而由于其极低的赛贝克系数(seebeck coefficient)长久以来SnTe的最高以及平均热电转换效率都远低于PbTe。 文章指出在铟元素摻杂引入共振能级的情况下,将SnTe与AgSbTe2复合,从而在优化材料功率因子的同时,降低了材料的晶格热导率。此外,透射电镜表明两者是以完全固溶的形式而非两相复合的形式存在。最终,在873K时的最高zT优值达到1.3,并在323K-873K温度区间内的平均zT优值达到0.84,是本征SnTe的3.44倍,为目前该体系平均zT值的最高水平。这种将引入共振能级和多相固溶结合起来的方法,也为提升其他体系热电材料的性能指出了一个值得尝试的方向。
南方科技大学 2021-04-13
热电材料领域重要新进展
目前的能源利用体系中超过60%的能量以废热的形式排放到环境中,其中50%以上的废热属于难以回收利用的低温(<600K)、低品质废热。热电材料由于其可将热能和电能直接转换的特性,能有效回收和利用体系中的低品质废热,从而受到人们广泛关注。在实际应用中,需要p型和n型两种热电半导体材料来组成热电器件,这两种热电半导体的匹配度越好,理论上由其制成的热电器件
南方科技大学 2021-04-14
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