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無機離子聚合與新型聚合材料的創制
首次構建出無機離子寡聚體并可以通過“無機離子聚合”全新途徑可塑地構建出無機材料，實現“像制造塑料一樣制造無機物”（Nature 2019）并可以進一步實現無機材料的相互融合（Science 2021）。
一、項目分類
重大科學前沿創新
二、成果簡介
首次構建出無機離子寡聚體并可以通過“無機離子聚合”全新途徑可塑地構建出無機材料，實現“像制造塑料一樣制造無機物”（Nature 2019）并可以進一步實現無機材料的相互融合（Science 2021）。這些成果突破了無機塊體材料依賴高溫燒結定形的傳統途徑，可以在常溫條件下實現構建，為功能材料的制備提供革命性的科學新基礎，特別適合在生物體內開展仿生合成。目前已經顛覆性地實現以下突破：
1）結合生物礦化實現人體牙釉質的再生（Sci Adv 2019），再生層與天然牙釉結構完全一致，擁有相同的生物力學特性。該工作打破了傳統口腔醫學中牙釉質不能再生的認知，引領新一代口腔材料從“填充型”轉變為“再生型”。目前已進入轉化研究階段，樣品能夠高效地修復牙齒表面的微小缺損。
2）結合傳統有機聚合發展出有機-無機共聚新技術，可以制備出有機-無機共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。與傳統的有機無機復合材料不同，共聚型新材料能夠在分子尺度上實現有機和無機相之間的相互融合，從而構建出結構完全均一、具有優異力學性能的輕質高強材料。特別是在傳統高分子材料中引入無機離子鍵可以顯著增強材料原有的力學性能，例如通過無機離子寡聚體可以大幅度改善傳統塑料材料。
“無機離子聚合”可以構建出柔性無機離子材料，開發出礦物基塑料替代新材料，被稱為“石頭變塑料” （Adv Mater 2022）。礦物基塑料材料與傳統塑料相比在保持制備可塑性和結構韌性的同時，具有高強、高硬和高熱穩定性等新特征，而其礦物的本質特征還可以使材料能夠融入到自然的礦物循環中，為解決塑料污染問題提供新策略，是一種環保型的新材料。
浙江大學
2022-07-22
一種兩親性環糊精聚合物及制備方法和用途
本發明提供一種可生物降解兩親性環糊精聚合物及其合成方法和用途。合成步驟為：1)β-CD的C-6位羥基經活化得到相應的氨基化β-CD；2)采用開環聚合方法，以辛酸亞錫作為催化劑，Z為引發劑，合成含端羥基的Y-Z聚合物；3)Y-Z聚合物的端羥基經酸酐活化轉化為端羧基；4)含端羧基的Y-Z聚合物鏈與氨基化β-CD在偶聯劑作用下偶聯，得到最終可生物降解兩親性環糊精聚合物。本發明方法設計合理，合成的環糊精聚合物可將疏水性藥物載入其疏水核中，通過調節疏水性Y鏈段的性質提高和控制藥物裝量，因此在藥物的控制釋放和靶向藥物傳遞等領域具有很好的應用前景。
浙江大學
2021-04-11
以PMMA/PAN核殼聚合物為前驅體制備微炭納米空心球
炭材料因其具有豐富的組織結構和許多優異的性能而獲得了廣泛的應用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纖維等炭材料早已深入到社會生活的各個領域并為人們所熟知，炭富勒烯及炭納米管的發現引起了人們對納米級炭材料的研究熱潮。炭納米空心球是一種球狀炭納米材料，以其獨特的空心、炭外殼結構，具有高比表面積、低密度、高強度及化學穩定性等特性，可以作為納米材料的包裹體、催化劑載體、吸附劑等，已經引起了人們的廣泛關注并著力于炭納米空心球的制備。 該方法先以無皂乳液聚合制備出PMMA微納米球，再在其外表面無皂乳液聚合一層聚丙烯腈，得到PMMA/PAN核殼聚合物微納米粒子，冷凍干燥后得到核殼聚合物粉末，再將其依次經過低溫穩定化及高溫炭化處理，得到炭微納米空心球，得到的炭微納米空心球粒徑均一，大小范圍在100～300nm之間可調，殼層厚度在10～50nm之間可調，并且該炭微納米空心球具有可石墨化性能，進一步高溫石墨化即可獲得具有多層石墨層片結構的石墨納米空心球。本方法具有簡單方便、產率高、質量穩定，球體大小及厚度可調的優點，獲得的空心球可作為微納米物質包裹體及催化劑載體。
上海理工大學
2021-04-11
一種磁紡制備石墨烯/聚合物有序微納米復合纖維的方法
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種磁紡制備有序石墨烯/聚合物微納米復合纖維的方法，該方法利用磁體旋轉產生的交變磁場力作用，拉伸含石墨烯、聚合物混合液的磁流體射流進行紡絲，整個過程無需高壓電作用，有效降低生產成本和安全隱患，且制得的纖維有序排列，所得有序石墨烯/聚合物微納米復合纖維具有很好的應用前景。利用高分子聚合物如聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己內酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等制備而成的微納米纖維具備高比表面積、高長徑比以及多孔性等特點，與塊體材料的光、熱、力、電、磁等性質有明顯的區別，因此在微納光電子器件、過濾分離、生物傳感以及組織工程等諸多領域有廣泛的應用。
青島大學
2021-04-13
一種銅@磁性金屬@聚合物同軸三層納米電纜及其制備方法
本發明涉及一種Cu@磁性金屬@聚合物同軸三層納米電纜，包括銅納米線，包覆在所述銅納米線外側的磁性金屬納米管以及包覆在所述磁性金屬納米管外側的聚合物納米管,Cu@磁性金屬@聚合物同軸三層納米電纜的外徑為100 300nm；所述磁性金屬納米管的內徑為60 160nm，磁性金屬納米管的厚度為10 20nm。本發明的Cu@磁性金屬@聚合物同軸三層納米電纜具有較好的磁學性能，工藝簡單，長度容易控制。通過新的制備技術組裝了三層同軸納米電纜陣列結構，具有較好的磁性能，可望用于高密度垂直磁記錄介質領域。可以組裝在微電子器件上。
青島大學
2021-04-13
一種環糊精固載高分子聚合物及其制備方法與應用
本發明公開了以苯乙烯-馬來酸酐共聚物和環糊精為原料，通過固載及酰基化，制備 的固載高分子聚合物及其制備方法與應用。在 40℃-75℃下，將環糊精與苯乙烯-馬來酸酐 共聚物反應，獲得環糊精固載高分子，而后將其用酰氯在 60-90℃進行部分酯化，得到不溶 于水的環糊精固載高分子聚合物。合成反應簡單，條件溫和，易于工業化。該法制備的聚合物可作為吸附材料，能有效地吸附水體中有機堿性染料（堿性品紅、亞甲基藍）及部分有毒 重金屬離子（Pb2+,Hg2+,Cd2+）。
安徽理工大學
2021-04-13
安徽大學張文建副教授在聚合物納米線方向取得新進展
聚合物納米線（或稱蠕蟲狀膠束）由于其高度各向異性的形貌結構而展示出許多優異的性能和廣闊的應用前景，比如作為流變改性劑、超級絮凝劑、高效的Pickering乳化劑以及用于干細胞培養/存儲的可滅菌凝膠。然而獲得聚合物納米線的實驗室窗口非常窄，從而導致制備聚合物納米線的難度較大并且重復性非常差。
安徽大學
2022-09-21
國科大材料學院黃輝團隊在基于C-S鍵活化的室溫交叉偶聯制備聚合物半導體材料研究中取得重要進展
該項工作發展了首個利用碳-硫鍵活化的Stille交叉偶聯聚合。在溫和的反應條件下，制備了一系列高溫Stille反應難以獲得的聚合物半導體材料，從而為合成低成本，高性能的有機/高分子半導體材料提供了新的研究思路。
中國科學院大學
2022-06-01
一種兒茶酚化合物納米粒子改性的聚合物復合膜的制備方法
本發明公開了一種兒茶酚化合物納米粒子改性的聚合物復合膜的制備方法。它包括如下步驟：（1）將芳香族多元胺溶解在去離子水中，得到濃度為1.0～5.0克/升的芳香族多元胺水溶液；將兒茶酚化合物納米粒子加入到芳香類多元胺水溶液中，得到水相溶液，兒茶酚化合物納米粒子的濃度為0.001～1.0克/升；將芳香族多元酰氯溶解于正己烷中，得到濃度為0.05～0.2克/升的油相溶液；（2）將聚合物基膜浸泡在水相溶液中1～5分鐘，取出后吹干表面殘余水滴，再浸泡在油相溶液中，取出后在烘箱中熱處理，得到兒茶酚化合物納米粒子改性的聚合物復合膜。本發明制備的聚合物復合膜具有親水性好、水通量大、抗污染、抗氧化能力強的優點。
浙江大學
2021-04-13
一種基于數字化投影技術構建聚合物三維結構的方法
本發明公開了一種基于數字化投影技術構建聚合物三維結構的方法，包括如下步驟：步驟(1)：將包含單體和光引發劑的光敏樹脂前驅液置于平面模腔內；步驟(2)：使用DLP投影儀按預設二維圖案對光敏樹脂前驅液進行多次局部投影、曝光固化；得到非均質二維平面；步驟(3)：將固化得到的非均質二維平面置于烘箱中加熱，獲得三維立體結構。本發明提出的方法簡單、方便，對設備要求低，非常適用于制備聚合物精確三維結構。
浙江大學
2021-04-11