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。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，遠遠超過了全球海洋塑料的最大負荷量（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晶，其模量和耐熱性會顯著提高，雖然眾多研究者在該領域進行了廣泛研究，但是對聚合物結晶的認識仍然不足。這是因為聚合物結晶過程受到動力學因素制約，經(jīng)常會產(chǎn)生非平衡結晶狀態(tài)。 人們往往采用立構規(guī)整的聚合物來研究聚合物的結晶過程，因為這種聚合物比較容易結晶。而像PMMA和PS這種無規(guī)立構聚合物就很難結晶，至今人們也不明白這類聚合物為什么不能結晶。 PMMA有三種立構形式（等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)），由于其結構單元之間摩擦力很大，而且α甲基和甲酯側基也會阻礙PMMA鏈的堆積，因此PMMA的結晶非…

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，被廣泛用于先進電子領域以及脈沖能量設備中。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致電場在電介質(zhì)中發(fā)生嚴重的畸變，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，四川大學傅強教授課題組在聚合物基儲能電介質(zhì)領域取得…

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電、半導體和介電元件。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鍵的作用。例如，作為無源元件，電容結構是大多數(shù)印刷電子系統(tǒng)所必需的，構成了各種電路的基礎，包括諧振器、濾波器、存儲器元件和電容應變/接觸傳感器。除了可印刷性外，這些應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、嵌段共聚物和可達到的分散性范圍方面存在局限。 大多數(shù)人誤認為高?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)邦理工學院Athina Anastasaki…

隨著人們對先進大功率儲能設備的熱切追求，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注。然而，金屬鋰與電解質(zhì)間的高反應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。 北京師范大學化學學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)等關鍵材料的研究，主要聚焦于功能聚合…

設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、納米流體器件等領域的進一步發(fā)展至關重要。近幾年，仿生科學家受到水通道蛋白結構的啟發(fā)，開發(fā)了一系列類似結構的高效水/質(zhì)子通道，單個通道的最高傳輸效率可達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)部結構是均質(zhì)的，并不能像水通道蛋白那樣可以對水/質(zhì)子進行單方向傳輸。 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)濟不可或缺的組成部分。 它們的年產(chǎn)量正在逐年增加，預計到2050年將達到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件，通常可以形成更為復雜的結構，這樣的結構處處可見，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)，而是形成非平衡結構，如團簇和凝膠。盡管各種系統(tǒng)已被設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。結晶的關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…