聚合物

又是平平常常做實驗的一天，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)…

在生物進(jìn)化過程中，生物產(chǎn)生的粘附、修復(fù)、生長等動態(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)實是迫切需要這種材料。雖然利用多種動態(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，但是利用這些動態(tài)共價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，該部分具有自增韌性和自再生…

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…

分子納米技術(shù)是一個快速發(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)展的一個領(lǐng)域是開發(fā)分子機器(molecular machines)：一種受到外部刺激驅(qū)動定向運動的組件。使用分子機器，可以實現(xiàn)許多功能，例如運輸化學(xué)品、宏觀運動和催化。盡管分子機器實際上仍處于概念驗證階段，但是分子機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年代開始取得實驗性進(jìn)展，但基本概念是由Richard Feynman提出的。后來，由于Eric …

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年諾貝爾獎頒給了雅克·杜波謝（Jacques Dubochet）、約阿希姆·弗蘭克（Joachim Frank）?和?理查德·亨德森（Richard Henderson），就是因為他們用冷凍電鏡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，是因為它可以在低電子能量下進(jìn)行檢測與成像。與傳統(tǒng)電鏡采…

增材制造（3D打?。┘夹g(shù)以數(shù)字模型設(shè)計為基礎(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)上引入了時間作為第四個維度，實現(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、性能和功能隨著時間發(fā)生特定的轉(zhuǎn)變。4D打印技術(shù)的成型…

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、筆記本電腦、數(shù)碼相機等。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…

【前言】 聚合物/碳納米管復(fù)合材料具有獨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…

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），且能在不同滑動速度下實現(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，想實現(xiàn)極低的摩擦就要求水凝膠具有很大的水合度…

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…