侧基含纳米构筑单元的甲壳型液晶高分子的多层次自组装

甲壳型液晶高分子可以呈现超分子柱或片层的链构象,因此可以作为超分子液晶基元形成多种液晶相态,如六方柱状相、柱状向列相、六方柱状向列相、近晶相等.将纳米构筑单元,如一维的二联苯、二维的苯并菲、三维的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)等,引入到甲壳型液晶高分子中,所得聚合物可以自组装形成在亚十纳米和近纳米尺度的多级有序结构.这些结构具有尺寸可控及单分散的优点,可望在有机光电、纳米多孔膜以及纳米光刻等领域有着广阔的应用前景.本文主要介绍了将二联苯、偶氮苯、棒状多苯结构、苯并菲和POSS基元引入到甲壳型液晶高分子中制备多级组装结构的相关工作.     

光响应超分子聚合物

超分子聚合物是超分子化学、高分子化学和材料化学领域的研究热点.将光响应的功能基团以非共价作用构筑到超分子聚合物体系中,得到光响应型超分子聚合物,从而能够将超分子聚合物的独特性质与光化学反应的优势有效地结合起来,从而构筑新型的光功能材料.本文总结了近年来本课题组有关光响应超分子聚合物方面的研究工作:介绍了主链型的光响应超分子聚合物的光调控组装和解离,超分子聚合物和共价聚合物的光控可逆切换和光调控组装形貌;另外还举例介绍了具有自修复和室温磷光发射等功能的侧链型光响应超分子聚合物,并对刺激-响应的超分子聚合物领域的发展做了展望.     

超分子体系中自组装基元的相互作用与理论设计

超分子体系中最典型的应用之一即是合理选择自组装构筑基元并精确调控其相互作用的协同效果,进一步制备具有光、电、自修复等特征的功能材料.为了实现精确调控自组装基元之间相互作用的目标,需要在微观层次认识不同类型非共价键相互作用的本质,正确描述它们协同的效果,进一步协调考虑体系熵与焓的贡献,合理设计自组装构筑基元.本文主要介绍了在超分子弱相互作用的精确描述、计算机模拟中静电长程相互作用的正确处理、接枝聚合物纳米粒子结构的微观特征以及聚合物/纳米粒子复合物聚集结构的影响因素等方面的研究进展.     

聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

通过分子复合超分子方法制备高性能高分子材料

分子复合可调控聚合物超分子结构和聚集态结构,提高其性能,是高分子材料制备和高性能化的超分子方法.本文介绍了我们研究组近几年来通过分子复合超分子方法制备新型高分子材料的一些研究工作,如实现PVA的热塑加工,制备高性能熔纺纤维、吹塑薄膜、中空瓶、注塑制品等;制备新型聚合物无卤阻燃剂MCA,大大简化其合成工艺,并具有更高阻燃...     

化学键组装稀土/无机/有机聚合物杂化光功能材料的最新研究进展

本文针对近五年来光功能稀土/无机/有机聚合物杂化材料的最新进展进行了评述,其重点着眼于高分子化合物作为构筑基元的发光稀土杂化材料体系的化学键组装.内容主要涉及稀土有机高分子杂化材料、配位键构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料、共价键构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料、自由基聚合构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料几个重要方面.主要结合我们自己的近期研究工作,通过系统总结来展现该领域的研究现状并提出未来展望.     

2005年我国内地学者高分子科学基础研究进展概述

简要介绍了2005年度我国内地学者在高分子主要前沿领域基础研究的进展，涉及的领域主要包括特殊构筑高分子的合成、高分子结构表征、光电功能高分子、高分子自组装与超分子聚合物、高分子微纳结构与纳米复合体系、类细胞膜融合分裂的实时观测和生物医用高分子等。     

聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法

高分子科学在人类生活和现代社会中发挥了越来越重要的作用,深入理解高分子材料的构效关系及性能尤为重要.现代仪器表征手段受制于非原位、样品制备过程冗杂等因素,很难直接"看到"测试过程.荧光成像技术可以清楚地"看到"材料的结构及形态变化,受到广泛关注.但是,传统荧光分子易发生聚集导致发光淬灭现象,限制其应用.相反,聚集诱导发光(AIE)分子基于分子运动受限的发光机理,在聚集态具有强的发光信号,加之荧光量子效率高、对外界刺激灵敏等优点,现已成为化学和材料等领域的前沿.本专论从AIE的工作原理出发,较系统地总结了基于AIE独特的分子可视化技术如何成为原位研究高分子科学的新方法:监测聚合物的溶液性质,如聚合过程、溶度参数及构效关系等;监测聚合物的聚集体性质,如链段固态分子运动、玻璃化转变、相分离及结晶度等.最后对AIE技术在高分子科学领域的未来发展进行了展望.     

高分子固体电解质设计的新概念

高分子固体电解质是开发零释放能源－－高性能电池的关键材料。本文详细介绍了20世纪90年代以来高分子固体电解质结构设计的新概念，包括高分子凝胶电解质，两相高分子电解质，盐掺聚合物（Polymer-in-salt)，有机／无机纳米复合型电解质，悬挂柔性短聚醚侧链的网格聚合物电解质。     

有机阳离子-无机多阴离子复合物:高分子体系中的组装及其自组装

有机阳离子包覆多金属氧簇无机多阴离子形成的具有确定化学组成、两亲性核壳结构超分子复合物,具有易于调控和集成有机和无机组分结构与功能的特性.以此类复合物为预组装体的自组装和高分子功能杂化材料展现了一类具有多方面构筑超分子组装体的新型构筑基元体系.如何实现预组装体复合物在结构稳定、具有良好加工性基材中的组装和功能化成为这一领域的重要研究内容.本文系统地总结了基于此类超分子复合物的高分子纳米复合材料和溶液中组装方面的研究进展与发展趋势.     

基于平面有机硼烷的超分子聚合物

超分子聚合物,即单体通过非共价键作用连接而成的链状聚集体,具有独特的物化性质和功能.经过30年的发展,超分子聚合物领域已取得了一系列重大创新成果.目前,超分子聚合物领域亟需探索的问题主要在超分子聚合驱动力、超分子构筑基元、可控超分子聚合、超分子聚合物功能等方面.近期,荷兰埃因霍温理工大学的Meijer课题组和日本名古屋...     

超两亲分子:可控组装与解组装

与基于共价键的两亲性分子相对照,超两亲分子系指基于非共价键构筑的两亲分子.基于超分子体系的分子工程学的思想,本文总结了超两亲分子的各种类型,包括小分子型、聚合物型和响应性超两亲分子等,以及组装超两亲分子的各种推动力,如主客体相互作用、基于电荷转移作用和不同分子间的协同作用等.研究表明,超两亲分子的研究既可丰富传统的胶体界面化学,又为高级结构的可控组装提供了新的构筑基元,并为制备功能超分子材料开拓了新的途径.     

《功能高分子材料》

全书共分17章，结合功能高分子材料的结构与性能、制备方法及应用领域，对离子交换树脂，吸附树脂，离子交换纤维和活性碳纤维，高分子膜分离材料，高分子色谱固定相，高分子试剂，高分子负载催化剂，导电高分子材料，电效发光聚合物材料，非线性光学高分子材料，液晶高分子材料，感光高分子材料，医用高分子材料，环境敏感高分子材料，高分子电解质，高分子染料，淀粉，纤维素衍生物高分子等进行了详细论述。[第一段]     

基于分子纳米粒子的巨型分子

本文聚焦于一类非传统的高分子结构,也即基于分子纳米粒子(或称纳米原子,nano-atoms)的巨型分子(giant molecules)。分子纳米粒子是具有确定化学组成、分子对称性和表面官能团的三维刚性笼状骨架结构。巨型分子是利用分子纳米粒子基元构筑的具有精确结构的高分子。受到蛋白质中结构域概念的启发,我们提出经过表面官能化修饰的分子纳米粒子可以作为合成高分子的结构域和功能域,通过逆功能分析,结合包括点击化学在内的高效化学反应,来实现巨型分子的快速模块化合成、可控组装和功能评估,并利用其中得到的构效关系,更为系统地理解材料的性质和指导材料的进一步优化设计。同时,这种新型高分子也可被看成是尺寸放大的小分子。它的许多有趣的自组装行为和相应小分子既有相似之处,又有截然不同之处。比如,巨型表面活性剂在溶液中能像小分子表面活性剂一样组装成为尾链被拉伸的胶束,在本体中则像嵌段聚合物一样形成纳米相分离的结构。这些组装展现出对于一级化学结构不同寻常的敏感性,并容易形成一些非传统的罕见相态,包括Frank-Kasper相态、在低分子量层状晶体PEO中出现的非整数折叠以及在溶液组装中出现的多级结构。因此,我们认为巨型分子作为功能材料在将来的技术领域中将具有广阔的应用前景。     

光敏感遥爪聚合物C-PDMAEMA的合成及其性能研究

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦复合体系为链转移剂、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PDMAEMA). 用FTIR, GPC, ¹H NMR等对该聚合物进行了结构表征. 研究表明该遥爪聚合物可直接在水中形成纳米聚集体|且其香豆素端基可在365 和254 nm交替光照下进行可逆光二聚反应. 同时纳米粒度跟踪(Malvern Zetasizer Nano-ZS)、透射电镜(TEM)跟踪结果表明, 随香豆素端基光二聚反应的进行, 聚合物纳米聚集体的粒径逐渐增大|反之, 随着光解二聚反应的进行, 该纳米聚集体的粒径逐渐减小.     

高分子科学实验教学改革初探

设想将高分子化学、高分子物理和高分子成型加工三门实验课程有机地串联起来,组建成一门包括从高分子材料设计(用计算机软件进行分子设计、性能模拟)、聚合物合成、性能测试(物性表征)到加工成型(制作成高分子材料制品),能环环相扣、互动式的、柔性化的高分子科学实验课程;提出了初步的实践方案.     

聚合物纳米杂化材料的控制合成、自组装及功能化

聚合物纳米杂化材料的制备及功能化是当前国际前沿研究课题之一.特殊结构的聚合物可以通过分子间特殊相互作用,在纳米尺度上自发地组装成具有特殊结构和形态的集合体,这类材料在新材料、电子以及生物医学等领域具有广泛的应用前景.本文介绍国内外,特别是厦门大学在双亲性分子及嵌段共聚物的模板自组装、基于POSS单体纳米构筑单元以及POSS嵌段聚合物自组装的有机/无机纳米杂化材料、模板控制导电高分子材料纳米形态构筑等领域材料的可控合成和组装,与此同时对相关材料的性能及功能化应用进行了简要的讨论.     

富勒烯功能高分子材料的制备与性能研究

对富勒烯功能高分子材料的制备、表征及其性能研究已成为光前国际上的前沿领域之一。从合成角度考虑,以不同的方法对Ｃ６０进行高分子修饰可得到结构、性质各异的富勒烯高分子衍生物,对于研究如何更好地控制Ｃ６０高分子衍生物的结构,探讨了有Ｃ６０参与的聚合反应的机理以及Ｃ６０在高分子衍生物中的作用无疑是很有帮助的。从应用角度考虑,Ｃ６０引入高分子中必将导致新型聚合物的产生。这些新型聚合物表现出许多独特而极具应用     

一类新的刚性链侧链型液晶高分子的合成

以自由基聚合方法，合成了一系列含有三个苯环通过酯键相联的液晶性单体及其聚合物．在这类新的液晶高分子中，刚性液晶基元不通过柔性间隔基而直接竖挂在聚甲基丙烯酸酯大分子主链上．这些高分子有很高的玻璃化转变温度，表明其分子链刚性较大，因而代表了一类新的刚性链侧链型液晶高分子．它们的液晶行为用ＤＳＣ、偏光显微镜和Ｘ－光衍射进行了表征．发现所有单体和聚合物均为向列型热致性液晶．     

功能性共轭多孔聚合物材料

有机多孔聚合物(organic porous polymers,OPPs)材料是一类由强共价键将不同几何构型的有机分子砌块链接而成的多维度的多孔网络骨架材料,近年来成为多孔材料发展的一个新方向.按其结构的有序程度划分,OPPs包括无定型(如CMPs,HCPs,PIMs,PAFs等)和晶态(如COFs,CTFs)多孔聚合物两大类.因具有质轻、较大的比表面积、优异的多孔特性、稳定性好、结构与功能可预先设计和精确调控等优点,OPPs在气体存储/分离,非均相催化,光电转换,化学/生物传感,能量存储与转换等诸多领域有着广泛的应用前景.基于"自下而上"的构筑策略,以一种或多种具有特定功能的有机共轭分子为构筑单元,通过其分子间的自聚或共聚来实现二维、三维共轭高分子网络的可控构筑,发展了一系列具有优异光电、催化性能的功能性有机骨架材料.本文总结了近年来作者所在课题组报道的以功能性共轭有机分子为反应单元,自下而上构筑共轭多孔聚合物材料的战略和方法,主要探索了其结构特征以及在光电转换和非均相催化领域等的初步应用.