• 導(dǎo)電聚合物如此有魅力!9篇《自然·材料》一網(wǎng)打盡

    又是平平常常做實(shí)驗(yàn)的一天,日本科學(xué)家白川英樹(Hideki Shirakawa)繼續(xù)對乙炔聚合這個(gè)課題進(jìn)行研究,不知是科學(xué)家天生的敏感度還是當(dāng)時(shí)腦袋一熱,他們將濃度高達(dá)1000倍的催化劑用在反應(yīng)中,合成一種亮銀色聚合物的反式聚乙炔;后來,美國科學(xué)家馬克迪爾米德(Alan MacDiarmid)與艾倫黑格(Alan Heeger)對該聚乙炔進(jìn)行導(dǎo)電性研究,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電性增加了不同數(shù)量級(圖1),從此,共軛聚合物正式進(jìn)入導(dǎo)電材料領(lǐng)域。 碘蒸氣對聚乙炔導(dǎo)電性的影響 自從聚乙炔打開“導(dǎo)電聚合物”的大門,其發(fā)…

  • 仿生新成果!響應(yīng)空氣-水的復(fù)合材料,具有優(yōu)異的隔熱、自修復(fù)和自生長能力

    在生物進(jìn)化過程中,生物產(chǎn)生的粘附、修復(fù)、生長等動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為,都是為了適應(yīng)周圍環(huán)境。目前,大多數(shù)的仿生研究僅限于軟合成材料,對具有自主響應(yīng)能力的剛性和對齊材料的研究一直被忽視,而現(xiàn)實(shí)是迫切需要這種材料。雖然利用多種動(dòng)態(tài)交聯(lián)方法可產(chǎn)生各向同性和柔軟的材料,且具有自適應(yīng)響應(yīng)性,但是利用這些動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵制備自增韌性和自生長的材料仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。 其中,利用結(jié)構(gòu)和層次各向異性是一種有效的解決方案。作為內(nèi)部軟組織和外部環(huán)境之間的硬屏障,翅鞘是用于執(zhí)行輕量級分層結(jié)構(gòu)的通用模型。同時(shí),該部分具有自增韌性和自再生…

  • 一篇《AM》講明白:石墨烯在聚合物中分散和團(tuán)聚!

    石墨烯和氧化石墨烯(GO)結(jié)構(gòu)的控制與其在聚合物中的分散穩(wěn)定性息息相關(guān),對其研究與應(yīng)用都至關(guān)重要。然而,由于當(dāng)前GO的制備方法不盡相同,其氧化程度與微觀結(jié)構(gòu)可能有很大的差異,例如尺寸、官能團(tuán)組成和分布等等。這也帶來了在多數(shù)研究中的GO表征結(jié)果如此不確定的問題,導(dǎo)致GO在復(fù)合材料中的團(tuán)聚現(xiàn)象一直難以科學(xué)地解決。因此,將GO納米片的結(jié)構(gòu)和成分特性與其在復(fù)合物中的最終形態(tài)聯(lián)系起來是一項(xiàng)艱巨而具有重要意義的任務(wù)。分子模擬為研究這一問題提供了有力的手段,可以通過控制GO的組成和結(jié)構(gòu)來監(jiān)測GO的熱力學(xué)穩(wěn)定性…

  • 《Nature》子刊:擁有生命的分子組裝體!可以生產(chǎn)聚合物

    分子納米技術(shù)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域,幾十年來一直致力于探索在宏觀規(guī)模上發(fā)現(xiàn)小型化技術(shù)的可能性。納米技術(shù)已取得巨大進(jìn)展的一個(gè)領(lǐng)域是開發(fā)分子機(jī)器(molecular machines):一種受到外部刺激驅(qū)動(dòng)定向運(yùn)動(dòng)的組件。使用分子機(jī)器,可以實(shí)現(xiàn)許多功能,例如運(yùn)輸化學(xué)品、宏觀運(yùn)動(dòng)和催化。盡管分子機(jī)器實(shí)際上仍處于概念驗(yàn)證階段,但是分子機(jī)器可以催化一系列過程,包括聚合和不對稱合成。 盡管分子納米技術(shù)領(lǐng)域在1990年代開始取得實(shí)驗(yàn)性進(jìn)展,但基本概念是由Richard Feynman提出的。后來,由于Eric …

  • 崔屹《ACS Nano》綜述:教你玩轉(zhuǎn)“冷凍電鏡”

    電鏡是科學(xué)研究中進(jìn)行原子和分子尺度表征的重要工具,冷凍電鏡(cryoEM)的出現(xiàn)使得研究者可以用它來觀察傳統(tǒng)電鏡無能為力的體系,如生物分子。2017年諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C給了雅克·杜波謝(Jacques Dubochet)、約阿希姆·弗蘭克(Joachim Frank)?和?理查德·亨德森(Richard Henderson),就是因?yàn)樗麄冇美鋬鲭婄R觀察到了生物分子的“原始狀態(tài)”,為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展開啟了一扇大門。 冷凍電鏡之所以適用于那些脆弱的體系,是因?yàn)樗梢栽诘碗娮幽芰肯逻M(jìn)行檢測與成像。與傳統(tǒng)電鏡采…

  • 哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授團(tuán)隊(duì)《Adv.Sci.》:直寫4D打印技術(shù)研究進(jìn)展

    增材制造(3D打?。┘夹g(shù)以數(shù)字模型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將材料按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜及可定制化結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。由于3D打印結(jié)構(gòu)是靜止的,缺乏功能性及自適應(yīng)能力,因此在智能結(jié)構(gòu)及器件應(yīng)用上存在諸多限制。 自2013年4D打印概念被首次提出后,4D打印技術(shù)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。4D打印技術(shù)是在3D打印技術(shù)基礎(chǔ)上引入了時(shí)間作為第四個(gè)維度,實(shí)現(xiàn)了3D打印結(jié)構(gòu)在外界刺激(如熱、電、磁、光,濕度等)下,其形狀、性能和功能隨著時(shí)間發(fā)生特定的轉(zhuǎn)變。4D打印技術(shù)的成型…

  • 南京理工大學(xué)傅佳駿教授團(tuán)隊(duì)《APR》綜述:如何設(shè)計(jì)本征自修復(fù)材料來提高鋰電池電化學(xué)性能

    鋰電池在二次電池市場上占據(jù)主導(dǎo)地位,其已廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備,如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等。聚合物材料是鋰電池的關(guān)鍵組成部分之一,其在電池中的主要作用包括粘合劑、電極包覆膜、隔膜以及聚合物電解質(zhì)等。然而,在反復(fù)充放電過程中,鋰電池的結(jié)構(gòu)變化會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部聚合物發(fā)生破裂,從而大大降低電池的循環(huán)壽命。 本征自修復(fù)聚合物可以自發(fā)地消除自身的機(jī)械裂紋或損傷,故使用自修復(fù)聚合物作為替代品能夠解決電池充放電過程中聚合物的破裂問題,從而極大地提高鋰電池的電化學(xué)性能。 近日,南京理工大學(xué)化工學(xué)院的傅佳駿…

  • 100 S/m!尼龍6/碳管納米復(fù)合材料電導(dǎo)率創(chuàng)新高!

    【前言】 聚合物/碳納米管復(fù)合材料具有獨(dú)特的一維納米管分散微結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和熱學(xué)性能等,在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。多壁碳納米管(MWNT)由于其高導(dǎo)電性、高長徑比,被作為電子材料廣泛應(yīng)用于電磁屏蔽、透明導(dǎo)電涂層和光電傳感等領(lǐng)域。同時(shí)它也被認(rèn)為是一種極具潛力的材料用于制備高導(dǎo)電性聚合物納米復(fù)合材料。然而,由于很難在聚合物基質(zhì)中形成均勻分布、單分散并且呈定向排布的MWNT網(wǎng)絡(luò),因此高導(dǎo)電性MWNT納米復(fù)合材料的制備存在極大挑戰(zhàn)。 鑒于此,韓國延世大學(xué)Sang-Yong Ju…

  • 仿天然軟骨的雙層水凝膠實(shí)現(xiàn)高負(fù)載與低摩擦!

    人體軟骨主要由大量膠原蛋白纖維和蛋白聚糖組成,在關(guān)節(jié)腔內(nèi)滑液的配合下,它們可承受極大的承載力(3-18 MPa),且能在不同滑動(dòng)速度下實(shí)現(xiàn)低摩擦(0.001–0.030)。受到天然軟骨的啟發(fā),科學(xué)家們用水凝膠來部分模擬這種天然的水基潤滑系統(tǒng)。水凝膠通常是親水性聚合物網(wǎng)絡(luò),具有柔軟的彈性和較低的摩擦,以及可調(diào)控的生物相容性。這使它們成為某些醫(yī)療領(lǐng)域如置換關(guān)節(jié)軟骨的潛在候選材料。迄今為止,科學(xué)家們已經(jīng)投入了很多精力來開發(fā)具有出色潤滑性能的水凝膠材料。但是,想實(shí)現(xiàn)極低的摩擦就要求水凝膠具有很大的水合度…

  • ?陳學(xué)思院士團(tuán)隊(duì):不用藥如何殺死腫瘤?新型陽離子肽!對12種腫瘤有效

    化療在腫瘤治療中有著舉足輕重的地位,但是化療缺乏特異性,容易對正常細(xì)胞及組織造成傷害,引起嚴(yán)重的副作用;而且腫瘤會(huì)在化療后“進(jìn)化”出耐藥性,使化療效果降低甚至消失。將化療藥物用聚合物、脂質(zhì)體等載體進(jìn)行負(fù)載能解決這些問題。近期,研究人員發(fā)現(xiàn),聚合物除了能對藥物進(jìn)行負(fù)載和遞送外,其中一些聚合物本身也具備一定的抗腫瘤性能,但是目前并沒有關(guān)于構(gòu)建這些具有廣譜抗腫瘤活性聚合物的通用策略。 宿主防御肽在針對細(xì)菌、真菌及病毒的非特異性防御過程中起到重要作用,在抗腫瘤領(lǐng)域也有較大的潛力。與正常細(xì)胞相比,腫瘤外層…

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