导电聚合物在吸波材料中的应用

导电聚合物具有比重小、结构多样、电磁参数可调等优点,成为新型吸波材料。为提高其吸波性能,人们从微观结构设计和宏观结构设计两方面对其进行了大量的研究,发现共轭聚合物及其金属络合物具有良好的吸波特性,通过纳米化、纤维化、手性化等微观形貌控制,可以显著提高其吸波性能;通过二元或多元组分复合方法可以获得更强的吸波材料;而通过多层结构、超材料构造等结构设计手段,可以赋予体系更为优异的吸波特性。本文对上述诸方面加以综述,着重介绍近期一些研究成果,对导电聚合物吸波材料的发展方向做了展望。     

含胍基抗菌聚合物的合成及应用

开发能与细菌非特异性结合的新型抗菌剂是解决细菌感染难题的方法之一。本文首先介绍了一种具有持久广谱高效抗菌性、无真核细胞毒性和细菌很难产生耐药性的含胍基抗菌聚合物;接着详细介绍了含胍基抗菌聚合物与细菌非特异性静电结合的抗菌机理;然后重点评述了主链含胍基抗菌聚合物、侧链含胍基抗菌聚合物以及表面接枝含胍基抗菌聚合物的设计理念、合成方法和抗菌性能;最后对新型含胍基抗菌聚合物的可控合成策略及应用前景进行了展望。     

结晶型聚合物注塑过程冷却模型的数值模拟

对HDPE平板状注塑件的冷却过程进行了数值模拟 .基于小分子结晶性物质的冷却模型 ,建立了固相、液相及固液相界面的控制方程 ,方程中引入热焓E和参数T 后 ,将带耦合条件的热传导方程转变为非线性抛物型方程 ,按控制容积法将其离散后 ,用数学软件Matlab获得了PE的三维温度场 ,这为探讨带相转变的热传导问题提供了一种有效的数值方法 .通过对制件芯层温度变化的模拟值与实验值的比较 ,比较了不同相变温度下理论结果的准确性 ,结果表明 ,在引入一定过冷度后 ,将相变温度定义在低于平衡熔点以下时 ,该方法的模拟值具有更好的准确性 .同时 ,模型分析了不同工艺条件对制件芯层冷却过程的影响 ,通过相变平台出现的先后以及终止时间的不同 ,说明充模温度主要影响熔体阶段的冷却以及相变出现的先后 ,而模具温度主要影响固体阶段的冷却以及相变平台终止的先后 .     

梯形茚并芴基红绿蓝三色聚合物激光增益材料的设计合成与性能

采用Suzuki聚合方法合成了一类梯形茚并芴基共轭聚合物,其中梯形茚并芴单元分别与蒽(An)、苯并噻二唑(BT)以及双噻吩基苯并噻二唑(TBT)进行交替共聚,得到了蓝(2LF-An)、绿(2LF-BT)、红(2LF-TBT)三色发光的共轭聚合物材料,薄膜状态下,发射波长分别为448、545、632 nm,发射光谱覆盖可见光波段.制备的有机电致发光器件获得了三基色电致发光:2LF-An、2LF-BT、2LF-TBT器件的电流效率分别为1.10、3.11、0.50 cd/A,最大亮度分别为2772、8582、1682 cd/m~2.自发放大辐射(ASE)测试结果显示,2LF-An和2LFBT获得了较低ASE泵浦阈值(Eth),分别为20.90和65.84μJ/cm~2,增益分别为62.40和66.07 cm~(-1),而常见的聚(9,9-二辛基芴-苯并噻二唑)衍生物(F8BT)在相同测试条件下的增益仅为26.88 cm-1.2LF-TBT红光聚合物材料通过掺杂后观察到ASE行为,当掺杂比例为1%时,Eth为88.04μJ/cm~2,增益g为68 cm~(-1).更重要的是,ASE稳定性测试结果表明,所得红绿蓝三色聚合物材料均表现出优异的ASE发光稳定性,即使在200oC退火处理的条件下仍能维持ASE泵浦阈值不发生明显变化.优异的光稳定性和高增益特性使得该类梯形茚并芴基共轭聚合物展现出作为激光增益介质的应用潜力.     

聚合物热激活延迟荧光材料的分子设计与器件性能

聚合物热激活延迟荧光(TADF)材料应用于有机发光二极管(OLEDs)中以来,取得了飞速发展,迄今为止已经报道了多种不同分子结构及性能优异的聚合物TADF发光材料.它们具有不含重金属的化学结构、100%的理论内量子效率和易于通过溶液加工进行大面积制造的优势.本文从分子结构和发光颜色2个角度总结了不同结构TADF聚合物的研究进展,重点介绍了我们课题组在长链型TADF聚合物设计与OLEDs器件性能方面的研究工作,探究TADF聚合物颜色调控与效率提升的途径,论述了TADF聚合物存在的问题与未来发展.     

含二茂铁基聚合物的合成及应用研究进展

二茂铁基聚合物由于具有独特的结构特点,使其在电化学、催化、材料等方面受到了广泛的关注.二茂铁聚合物的种类较多且合成方法多种多样.本文综述了近年来含二茂铁基聚合物的合成及应用.从缩聚、开环聚合和接枝共聚等方面介绍了近年来二茂铁基聚合物的合成方法,讨论了二茂铁基聚合物在电化学、生物材料及其他方面的应用.最后,对二茂铁基聚合...     

高性能聚合物光伏材料的设计与应用

高性能聚合物光伏材料对于推动聚合物太阳能电池领域的发展具有十分重要的作用.随着研究的深入,聚合物光伏材料从早期的聚噻吩体系逐步发展到具有推拉电子作用的给体-受体(D-A)交替共聚物,其相应的器件光伏效率也从最初的1%左右提升到如今超过11%.近十年来,种类繁多的给受体单元被开发并应用于聚合物材料的构建中,其中基于苯并二噻吩(BDT)单元的聚合物材料因为具有良好的光伏性能,得到了十分广泛的应用.近年来,非富勒烯受体的迅速发展给聚合物太阳能电池的研究注入了新的活力,BDT类聚合物在基于非富勒烯受体的聚合物太阳能电池中也展现出重要的作用,已经获得了超过11%的光电转化效率.本文简要介绍了我们在高性能聚合物光伏材料的设计与应用中的相关工作,主要分为聚噻吩和苯并二噻吩材料的设计与应用、活性层形貌调控以及非富勒烯聚合物太阳能电池的相关研究.     

水/醇溶聚合物界面材料在聚合物光电器件中的应用及性能研究

系统研究了系列不同共轭与非共轭水/醇溶聚合物作为界面修饰材料在聚合物发光二极管和聚合物太阳电池中的应用及结构性能关系. 研究了界面层厚度, 器件金属电极功函对材料界面修饰性能的影响. 在此基础上, 系统对比研究了共轭与非共轭水/醇溶聚合物界面材料在不同聚合物光电器件中界面修饰性能的差别. 内建电势测试与器件研究结果表明, 在聚合物发光二极管中, 共轭材料表现出明显优于非共轭材料的性能, 特别是在超高功函数的金属金电极器件中, 共轭的水/醇溶聚合物材料依然表现出很好的电子注入/传输性能; 在聚合物太阳电池中, 共轭材料的界面修饰性能也优于非共轭类界面修饰材料.     

双分布聚合物泡沫材料热性能的有限元计算

采用有限元法计算了双分布聚合物泡沫的泡孔分布对材料热性能的影响.研究了不同孔隙率下材料热通量的变化,得到了泡孔分布形式、孔隙率与导热系数之间的关系.结果 表明,孔隙率在30％～ 70％之间时,双分布泡孔结构材料的保温性优于单分布泡孔结构材料.其次,随着孔隙率与大孔径泡孔面积占比的增加,材料保温性能增强.最后,相同孔隙率...     

苯并噻二唑单元在聚合物光伏材料设计中的应用

聚合物太阳能电池因其易于加工、可制备成柔性器件、材料来源广泛等优点得到材料界和能源界的广泛关注。有机太阳能电池效率的不断提高主要得益于材料的发展和电池器件结构的优化。从材料设计角度考虑,种类众多的给体和受体单元被开发用来构建有机共轭分子,其中,苯并噻二唑单元由于共轭平面较大和吸电子性较强的特性被广泛用于构建高性能的有机太阳能电池材料。基于此,本文首先介绍了苯并二噻吩单元及其衍生物常见的合成方法,随后总结了其在构建聚合物给体方面的应用,最后对其后续发展方向和前景提出了展望。     

含氟硅聚合物的合成及应用

含氟硅聚合物作为一种新型材料,有机结合了含氟聚合物和含硅聚合物的优点,成为材料领域研究开发的热点之一。本文综述了含氟硅聚合物合成的研究进展,介绍了其应用情况。     

石墨烯在聚合物阻燃材料中的应用及作用机理

本文从聚合物基底的阻燃复合材料类别角度出发,详细介绍了石墨烯在不同种类聚合物阻燃材料中的应用现状与作用机理。 包括有:石墨烯/聚乙烯、石墨烯/聚丙烯、石墨烯/聚苯乙烯、石墨烯/环氧树脂、石墨烯/聚氨酯、石墨烯/聚乙烯醇等多种石墨烯/聚合物复合阻燃材料。 同时还介绍了石墨烯基材料在其中所发挥的作用,该综述为发展出新型的石墨烯基/聚合物复合阻燃材料提供了很好的理论支持。     

聚合物基纳米通道的构筑、功能化及应用研究进展

纳米通道在生命过程中起着至关重要的作用。利用聚合物基纳米通道研究离子、分子等在通道内的输运、识别、响应及门控的仿生过程和性质,受到了科学家的广泛关注和研究。目前,构筑聚合物基纳米通道最常用方法是径迹刻蚀技术。刻蚀后的固态纳米通道具有可功能化的基团,科学家正在广泛开展探究纳米孔道功能化的方法研究。本文主要从几种聚合物的刻蚀方法及形状控制,来介绍纳米通道的构筑方法。同时,本文还总结了纳米通道功能化修饰的常用方法。最后,介绍了纳米通道在多方面的应用、未来的展望以及目前该领域存在的一些挑战。     

聚合物孔材料的合成与应用

近年来,有关聚合物孔材料的合成及应用研究日趋活跃,已成为现代材料学研究领域的一大热点。本文分别对微孔、介孔和大孔聚合物孔材料的主要合成方法,如胶态晶体模板法、Track-eteh膜模板法、悬浮聚合法和超临界快速降压法等方法,以及聚合物孔材料在传感器材料的合成、化学分离等领域的应用进展情况进行了综述。     

侧基可脱除共轭聚合物的合成及其在光电探测器中的应用

通过在吡咯并吡咯二酮(DPP)中引入热可脱去的叔丁氧羰基(Boc)基团,合成了一种新型的给-受体共轭聚合物P1.聚合物P1的溶解性研究表明,其在常见的有机溶剂(如四氢呋喃、甲苯、氯仿等)中均具有良好的溶解性,可进行溶液加工.热失重及红外光谱研究表明,P1可在适当的温度下退火实现Boc基团的脱除,形成不可溶聚合物P2.聚合物P1薄膜的最大吸收波长为829 nm,最高占据分子轨道(HOMO)能级与最低未占分子轨道(LUMO)能级分别为-5.25和-3.62 e V,将其作为活性层制备的光电探测器最大归一化探测率为8.20×10¹¹Jones.聚合物P2薄膜的最大吸收波长为771 nm,HOMO能级与LUMO能级分别为-5.30和-3.54 e V,将其作为空穴传输层制备的光电探测器暗电流密度为3.84×10^-9A/cm²,最大归一化探测率为3.96×10¹²Jones.研究结果为共轭聚合物分子的结构设计与光电探测器性能的改善提供了新的思路.     

共轭聚合物材料的有序化,结晶化及器件应用研究

聚合物半导体材料因其可溶液加工的特点在构筑大面积、价廉、柔性有机器件方面引起了人们的广泛兴趣.但是,通常情况下,器件中聚合物半导体薄膜都是通过旋涂方式制备,该薄膜中分子的有序性差而且存在大量的晶界和缺陷,这不利于聚合物半导体材料本征性能的合理评价和高性能聚合物光电器件的制备.因此,如何制备高取向聚合物薄膜一直是该领域研...     

聚乙烯醇基聚合物材料在多元驱动方式下的形状记忆行为

形状记忆聚合物（SMPs）是近些年发展起来的一种环境响应型智能材料。在外界刺激驱动下分子内或分子间会发生物化变化,分子结构和形态的改变使形变后的材料在宏观上回复到起始形态。常见的SMPs有聚乙烯、聚氨酯、聚己内酯等,而聚乙烯醇（PVA）的形状记忆效应是在热致型形状记忆凝胶被发现以来才引起人们关注的。由于PVA侧链富含大量羟基,化学活性高、易与官能团进行功能化改性,因此可设计出满足不同驱动方式的分子结构。目前研究者已采用冻融循环、化学或辐射交联、接枝改性及共混复合等多种方法制备了多种刺激源（如温度,溶剂、光、电、微波及超声波等）驱动下的形状记忆聚乙烯醇（SM-PVA）、PVA衍生物及复合材料。本文综述了近年来不同刺激源驱动下SM-PVA的研究进展,阐述了不同材料的结构性能、回复机理及存在的问题,并展望了PVA在该领域的发展和应用前景。     

智能聚合物基材料富集磷酸化肽和糖肽的研究进展

翻译后修饰是蛋白质组学研究的前沿和重点,它不仅调节着蛋白质的折叠、状态、活性、定位以及蛋白质间的相互作用,也能帮助科学家更全面地了解生物体的生命过程,为疾病的预测、诊断和治疗提供更加强大的支撑和依据。翻译后修饰产物(例如磷酸化肽和糖肽)丰度很低,且存在着强烈的背景干扰,很难直接用质谱进行分析,因此迫切需要开发高效的富集材料和技术来选择性富集翻译后修饰产物。近年来,智能聚合物基材料通过外部物理、化学或生物刺激可逆地改变其结构和功能,实现对磷酸化肽和糖肽高度可控的吸附和脱附,进而衍生开发出一系列新颖的富集方法,极大地吸引研究者们的兴趣。一方面,智能聚合物基材料的响应变化包括材料疏水性的增加或减少、形状和形貌的改变、表面电荷的重新分布以及亲和配体的暴露或隐藏等特性。这些特性使得目标物和智能聚合物基材料之间的亲和力可以通过简单改变外部条件(如温度、pH值、溶剂极性和生物分子等)实现更可控和更智能的精细调节。另一方面,智能聚合物基材料为集成功能模块提供了便捷的可扩展平台,例如特定的识别组件,显著提高了目标物质的分离选择性。智能聚合物基材料在分离方面展现出巨大的潜力,这为蛋白质翻译后修饰产物的分析和研究带来了希望。围绕上述主题,该文依据Web of Science近20年来近50篇代表性文献,概述了智能聚合物基材料在磷酸化肽和糖肽分离及富集中的发展方向。     

水溶性含糖共轭聚合物的制备及应用

水溶性共轭聚合物具有优异的光学稳定性、高亮度、易于修饰和水溶性等特点,广泛应用于离子检测、蛋白检测和生物成像等领域。水溶性共轭聚合物主要通过在共轭聚合物的侧基或端基修饰水溶性的离子基团或水溶性聚合物实现其水溶性,水溶性共轭聚合物还可以通过引入功能性基团或聚合物使其具备不同的功能特性。糖化合物是天然存在的一类生物分子且大部分具有水溶性的特点,因此最近十几年来科研工作者将糖化合物引入共轭聚合物中以赋予共轭聚合物糖化合物的生物功能特性。本文总结了水溶性含糖共轭聚合物的制备方法、化学结构及其在凝集素、细菌检测和细胞荧光成像中的应用。最后总结了此类聚合物的特性、发展方向及目前所需解决的问题。