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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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科學(xué)家成功制備聚二硫單晶，推動(dòng)動(dòng)態(tài)高分子精準(zhǔn)合成 已有1人參與
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科學(xué)家成功制備聚二硫單晶，推動(dòng)動(dòng)態(tài)高分子精準(zhǔn)合成 華東理工大學(xué)教授張琦課題組，成功制備出世界上首個(gè)聚二硫單晶結(jié)構(gòu)，已被收錄于劍橋晶體數(shù)據(jù)中心。該研究成果表明基于共價(jià)-非共價(jià)協(xié)同相互作用可以精準(zhǔn)構(gòu)筑動(dòng)態(tài)高分子材料，為開發(fā)晶態(tài)智能材料提供了超分子工程新思路。相關(guān)研究近日發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》。 動(dòng)態(tài)高分子是一類由可逆化學(xué)鍵連接形成的聚合物，近年來在自修復(fù)材料、可循環(huán)聚合物、智能材料、可穿戴柔性材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用前景。然而，受限于體系中低鍵能、可逆斷裂的動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵，此類聚合物的精準(zhǔn)合成極具挑戰(zhàn)，限制了其向結(jié)晶型材料的發(fā)展和應(yīng)用。單晶聚合物更是高分子合成的基本挑戰(zhàn)之一。 研究團(tuán)隊(duì)利用分子工程策略，重新設(shè)計(jì)了氨基修飾的二硫五元環(huán)，并與手性羧酸縮合得到手性酰胺環(huán)狀二硫單體。利用X射線單晶衍射解析單體結(jié)構(gòu)時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)開環(huán)的線性二硫單體晶體解析結(jié)構(gòu)，即得到了單晶二硫聚合物。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，測試過程中用于檢測的X射線促進(jìn)了單體單晶到聚合物單晶的自發(fā)轉(zhuǎn)換，且該過程與測試溫度高度相關(guān)，在低溫（100K）下測試為環(huán)狀二硫，而在200K及以上溫度測試的結(jié)果是線性聚二硫。 單晶聚二硫分子結(jié)構(gòu)。圖片由研究團(tuán)隊(duì)提供 研究團(tuán)隊(duì)表征并驗(yàn)證了光驅(qū)動(dòng)下單體到聚合物的單晶光聚合過程。相比于溶液相制備的聚合物，該單晶聚二硫展現(xiàn)出優(yōu)越的熱穩(wěn)定性，其熔點(diǎn)和熱分解溫度高達(dá)250℃，且單晶樣品在絕大多數(shù)溶劑中都能夠穩(wěn)定存在，僅僅在六氟異丙醇中緩慢溶解。研究團(tuán)隊(duì)分析發(fā)現(xiàn)，單晶環(huán)境下，聚合物的側(cè)鏈氫鍵發(fā)生接近完美的組裝，熱力學(xué)非常穩(wěn)定，高分子骨架賦予的多價(jià)協(xié)同組裝氫鍵則進(jìn)一步提升了聚合物鏈的鏈運(yùn)動(dòng)活化能，最終形成了這種獨(dú)特的穩(wěn)定性。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c14450 |
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2樓2025-10-22 21:16:50
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