聚合物

“3D打印”，最近很火。然而3D打印在大尺寸、大批量、低成本、低能耗等方面，卻沒有優(yōu)勢。是否有一種方法能快速、節(jié)能、批量成型加工各種性能的聚合物？伊利諾伊大學(xué)的兩位著名院士Jeffrey Moore與Nancy Sottos聯(lián)手發(fā)表新作，從彈性體到熱固樹脂，各種性能的聚合物通過前端聚合，一鍵快速成型。 什么是前端聚合？將室溫下穩(wěn)定的引發(fā)劑（或催化劑）溶解在單體中，二者不會自發(fā)反應(yīng)。將體系局部加熱，在熱源附近激活引發(fā)劑，單體開始聚合。聚合放熱成為新的熱源，使聚合反應(yīng)逐漸向外擴散，直到所有單體全部聚…

石油聚合物，來源于不可持續(xù)的化石資源，在工業(yè)和人類生活中起著舉足輕重的作用。但是，伴隨而來的是不斷增加的塑料廢物正在破壞陸地生態(tài)系統(tǒng)，海洋環(huán)境和食物鏈。從1950年到2016年，全世界產(chǎn)生了大約數(shù)百萬甚至數(shù)千萬噸的廢塑料，覆蓋了650萬海里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全球海洋塑料的最大負(fù)荷量（44萬噸）。因此，迫切需要開發(fā)生物可降解的天然聚合物基高分子先進(jìn)材料，如纖維素和木質(zhì)素基功能材料。然而，目前天然聚合物的強度、可加工性和功能性仍然很難和石油聚合物相提并論。 天然木材具有高強度，堅固性，彈性和生理運輸?shù)染C合…

聚合物一旦能形成結(jié)晶，其模量和耐熱性會顯著提高，雖然眾多研究者在該領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛研究，但是對聚合物結(jié)晶的認(rèn)識仍然不足。這是因為聚合物結(jié)晶過程受到動力學(xué)因素制約，經(jīng)常會產(chǎn)生非平衡結(jié)晶狀態(tài)。 人們往往采用立構(gòu)規(guī)整的聚合物來研究聚合物的結(jié)晶過程，因為這種聚合物比較容易結(jié)晶。而像PMMA和PS這種無規(guī)立構(gòu)聚合物就很難結(jié)晶，至今人們也不明白這類聚合物為什么不能結(jié)晶。 PMMA有三種立構(gòu)形式（等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)），由于其結(jié)構(gòu)單元之間摩擦力很大，而且α甲基和甲酯側(cè)基也會阻礙PMMA鏈的堆積，因此PMMA的結(jié)晶非…

電介質(zhì)電容器具有快速的充放電、高能量密度以及質(zhì)輕等優(yōu)勢，被廣泛用于先進(jìn)電子領(lǐng)域以及脈沖能量設(shè)備中。隨著電子電氣行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對于電介質(zhì)電容器儲能密度的要求越來越高。通常情況下，一般從電介質(zhì)的介電常數(shù)和擊穿性能兩方面來提高電介質(zhì)的儲能密度。 因此，人們通常會考慮添加高介電無機填料來提高電介質(zhì)的介電常數(shù)來提高其儲能性能。但大量無機填料的添加會導(dǎo)致電場在電介質(zhì)中發(fā)生嚴(yán)重的畸變，勢必會削弱電介質(zhì)的擊穿性能，使其儲能密度始終無法得到有效提升。 近日，四川大學(xué)傅強教授課題組在聚合物基儲能電介質(zhì)領(lǐng)域取得…

印刷電子產(chǎn)品在柔性、耐磨性和大尺寸器件方面具有巨大的潛力。這些產(chǎn)品中最基本的材料平臺需要導(dǎo)電、半導(dǎo)體和介電元件。盡管其他幾類材料相比，介電材料還沒有得到廣泛的研究，但已經(jīng)在許多全印刷器件的功能中起著關(guān)鍵的作用。例如，作為無源元件，電容結(jié)構(gòu)是大多數(shù)印刷電子系統(tǒng)所必需的，構(gòu)成了各種電路的基礎(chǔ)，包括諧振器、濾波器、存儲器元件和電容應(yīng)變/接觸傳感器。除了可印刷性外，這些應(yīng)用要求介電材料在器件的使用壽命內(nèi)能提供并能保持穩(wěn)定的電性能和機械完整性。 聚氨酯（PU）是一類高拉伸強度、耐劃傷、耐腐蝕、耐溶劑的聚合…

與DNA和蛋白質(zhì)等天然生物聚合物不同，合成聚合物具有不同的分子量分布。 這種分布是通過分散度值(?)來衡量的，其對聚合物的性能有很大的影響。但目前調(diào)整分散性的方法在單體種類、嵌段共聚物和可達(dá)到的分散性范圍方面存在局限。 大多數(shù)人誤認(rèn)為高?材料是不理想的，并且其通常具有較低的端基保真度，大多數(shù)論文報道在可控自由基聚合下獲得低?聚合物。然而，最近人們認(rèn)識到高和低?聚合物都表現(xiàn)出獨特的特性和功能。因此，開系統(tǒng)地調(diào)整分散性的策略是非常有必要的。 近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Athina Anastasaki…

隨著人們對先進(jìn)大功率儲能設(shè)備的熱切追求，加之傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度已近飽和，具有高理論能量密度的金屬鋰電池受到社會各界的廣泛關(guān)注。然而，金屬鋰與電解質(zhì)間的高反應(yīng)性以及不可控的鋰枝晶生長等問題，不但會影響電池的電化學(xué)性能，而且會帶來一系列安全隱患，極大地限制了金屬鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用。通過眾多研究者對此問題的深入研究，已開發(fā)出多種策略來抑制鋰枝晶生長，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，改善電池的安全性能。 北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院李林教授課題組長期從事鋰電池中隔膜及聚合物電解質(zhì)等關(guān)鍵材料的研究，主要聚焦于功能聚合…

設(shè)計和制備傳輸效率高效的質(zhì)子通道對于物質(zhì)分離、生物傳感、能量轉(zhuǎn)換、納米流體器件等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展至關(guān)重要。近幾年，仿生科學(xué)家受到水通道蛋白結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，開發(fā)了一系列類似結(jié)構(gòu)的高效水/質(zhì)子通道，單個通道的最高傳輸效率可達(dá)3.4×10-12cm-3/s[Science 357, 792–796 (2017)]，比水通道蛋白還高一個數(shù)量級。但是，這些仿生通道內(nèi)部結(jié)構(gòu)是均質(zhì)的，并不能像水通道蛋白那樣可以對水/質(zhì)子進(jìn)行單方向傳輸。 為了解決這一問題，近日，澳大利亞莫納什大學(xué)王煥庭院士、 Zhang Huac…

目前，可以說人類生活在一個由合成聚合物制成的材料世界中，合成材料已成為現(xiàn)代生活和全球經(jīng)濟(jì)不可或缺的組成部分。 它們的年產(chǎn)量正在逐年增加，預(yù)計到2050年將達(dá)到11.2億噸。但是，目前合成聚合物的生產(chǎn)和處置遵循的是一種不可持續(xù)的線性經(jīng)濟(jì)模式，包括“化石原料，獲取，制造，使用，處置”，單向線性框架（如圖1）。 這種線性經(jīng)濟(jì)模型無法解決消費后聚合物廢物的報廢問題，不僅迅速耗盡了有限的自然資源，而且遭受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并在全球范圍內(nèi)加劇了塑料污染惡化的后果。 出于各種原因，目前回收聚合物特別是塑料（在…

通過庫侖力吸引的簡單構(gòu)件，通?？梢孕纬筛鼮閺?fù)雜的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)處處可見，從巖鹽到超晶格納米粒子。然而，在微米尺度上，由水里的膠體與帶相反電荷的物質(zhì)形成晶體這樣簡單的想法卻難以實現(xiàn)，而是形成非平衡結(jié)構(gòu)，如團(tuán)簇和凝膠。盡管各種系統(tǒng)已被設(shè)計用于生長二元晶體，但在水環(huán)境中天然的表面電荷難以用來組裝晶體材料。 近日，美國紐約大學(xué)的Stefano?Sacanna等研究者通過一種稱為聚合物衰減庫侖自組裝(PACS)的方法在水中形成了離子膠體晶體。結(jié)晶的關(guān)鍵是使用一種中性聚合物，使粒子之間保持一定的距離，從而…