最新刊期
      2019 年 第 50 卷 9 期

        专论

      • 王蓉,沈新坤,胡燕,蔡开勇
        2019, 50(9): 863-872. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19085
        摘要：正常生理状态下，细胞/组织具有特定的微环境维持其相关功能，这种环境中存在着大量功能分子. 在病理条件下，组织/器官的缺损或病变会导致细胞/组织微环境破坏、生理信号异常. 因此，在生物医用材料界面模拟正常状态下细胞/组织微环境、重构其成分和形态、实现损伤组织的修复是生物医用材料表界面设计的宗旨. 为了改善医用材料的生物惰性、提高修复材料基材的生物相容性、丰富材料的生物学功能，最终实现仿生效果，表界面修饰手段已成为人们的研究热点. 材料表界面的修饰不仅可以改善惰性材料与宿主的缺乏交流的问题，还可保留材料的基本物理性质. 在我们的研究中，利用细胞/组织生理和病理微环境指导功能化修复材料表界面的设计，通过高分子修饰途径，仿生制备出了系列促成骨、促基因转染、抗菌、抗肿瘤等具有广泛应用前景的生物材料. 本文对近年来的相关研究工作进行了总结，并对该领域存在的挑战进行了展望.  
        关键词：微环境;表界面设计;高分子层;骨修复;肿瘤治疗   
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        发布时间：2021-01-26
      • 史永强,王英锋,郭旭岗
        2019, 50(9): 873-889. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19100
        摘要：近年来，高分子半导体材料由于其可溶液化加工及柔性等特点，引起了学术界以及工业界的广泛关注. 然而，相比于P-型高分子半导体，由于缺电子结构单元的缺乏、空间位阻效应及合成上的挑战，N-型高分子半导体材料的研究仍然相对较少，开发高性能的N-型高分子半导体仍然是有机电子领域面临的巨大挑战. 本专论回顾了N-型高分子半导体材料的最新研究进展，重点介绍了我们课题组开发的酰亚胺基高分子半导体及其在有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池(OPVs)中的应用. 通过对分子结构设计以及相应的器件性能的总结，以期为高性能N-型高分子半导体材料的设计和开发提供进一步的指导和借鉴.  
        关键词：酰亚胺;N-型高分子半导体;分子设计;有机场效应晶体管;全聚合物太阳能电池   
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        发布时间：2021-01-26

        综述

      • 张建军,杨金凤,吴瀚,张敏,刘亭亭,张津宁,董杉木,崔光磊
        2019, 50(9): 890-914. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19097
        摘要：聚合物电解质可以在很大程度上缓解甚至解决二次电池所面临的电解液泄漏、挥发、燃烧和爆炸等潜在安全问题. 但传统聚合物电解质成型工艺繁琐冗赘，且制备过程中存在溶剂挥发污染环境等缺点，原位生成聚合物电解质除可以有效解决上述安全问题外，还可以在二次电池内部形成稳定的固体电解质界面，实现界面融合，减少固/固界面阻抗，有利于提高二次电池循环寿命，具有很好的应用前景. 基于此，本综述从有无引发剂添加、引发剂种类等多角度重点阐述了原位生成聚合物电解质的制备工艺、形成机理、聚合物电解质类型及其在锂(钠、镁)等二次电池中应用的主要研究进展和现状. 最后对二次电池用原位生成聚合物电解质存在的挑战和未来可能发展趋势进行了展望.  
        关键词：原位固化;聚合物电解质;二次电池;界面相容性;循环稳定性   
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        发布时间：2021-01-26

        研究论文

      • 郑玲飞,王铮,尹玉华,蒋润,李宝会
        2019, 50(9): 915-924. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19051
        摘要：采用Monte Carlo方法，研究了溶剂蒸发条件下对称ABA三嵌段共聚物在油/水乳化液滴中的自组装行为，并与AB双嵌段共聚物体系的模拟结果进行了比较. 构建了随表面活性剂浓度(φ)和B嵌段体积分数(fB)变化的相图；观察到无孔粒子、闭孔粒子、开孔粒子、胶囊和胶束等形态，以及不同fB下bridge链的比例随φ的变化. 研究表明，当fB ≤ 1/2时，随着φ的增大，体系出现从无孔粒子到闭孔粒子再到开孔粒子的形态转变；当fB > 1/2时，在较大的 φ区间范围内形成胶束. 上述形态中bridge链的比例均远小于对应的体相值. 由于链构象的影响，当fB ≤ 1/2时，ABA三嵌段共聚物体系中没有出现胶囊结构，这与AB双嵌段共聚物体系不同. 相同形态粒子的比表面积大致落在相同的p区间内，表明粒子的形态很大程度上决定了其比表面积；而通过计算粒子的形成能，证实体系中的表面活性剂是多孔粒子形成的关键. 这些均与AB双嵌段共聚物体系相同.  
        关键词：ABA三嵌段共聚物;自组装;表面活性剂;乳化液滴;多孔粒子   
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        发布时间：2021-01-26
      • 阎清海,冯奕钰,封伟
        2019, 50(9): 925-931. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19052
        摘要：针对传统的偶氮储热材料仅能吸收紫外光，并且高储能密度的储热材料诱导放热温度高，放热速率低的问题，通过分子设计，在偶氮苯中引入具有吸电子性的噻唑杂环，与具有推电子性的甲氧基形成推拉电子结构. 推拉电子结构的杂环偶氮苯分子具有快速回复和吸收紫光的特点. 同时以石墨烯为模板制备储热复合材料，增加了分子间相互作用，从而使材料的储热密度达到了89 Wh/kg，半衰期为10 h，输出功率具有890 W/kg. 材料在435 nm波长处有最大的吸收强度，实现了对紫光区域的吸收. 该储热材料在60和80 °C的刺激下分别达到了2.6和3.8 °C的温差. 通过温度刺激，储热材料释放的热能够使2种热致变色颜料(62 °C下发生红色→无色，82 °C下发生蓝色→无色)分别在60和80 °C环境下发生明显的消色，通过不同温度刺激产生不同温差使得热致变色颜料发生颜色改变，实现了放热的可视化.  
        关键词：杂环;储热密度;功率密度;可视化;推拉电子结构   
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        发布时间：2021-01-26
      • 吴柏燊,叶远超,李震,刘致远,裴媛媛,陈传瑞,秦海利,刘欢欢
        2019, 50(9): 932-938. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19047
        摘要：采用表面修饰N,N-双丙烯酰胱胺(BACA)的金纳米颗粒(Au NP)为多功能交联剂，聚邻苯二胺纳米带(PoPd nanobelt)为导电掺杂剂，N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为可聚合单体，在热引发剂和催化剂存在下，发生自由基聚合反应，成功合成导电性纳米复合水凝胶. 采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及元素成像技术、紫外可见吸收光谱仪、直流四探针等对PoPd nanobelt和Au@BACA表征结果表明：PoPd nanobelt长度约100 μm，直径约200 nm；对PoPd nanobelt进行化学掺杂，其导电率可增加至5.5 S/m；Au NP直径约15 nm，且成功与BACA分子发生复合. 采用扫描电子显微镜及元素成像技术、透射电子显微镜、万能试验机、红外热成像仪、显微镜等对水凝胶样品表征结果表明：凝胶呈现均匀、致密的聚合物网络；Au NPs 均匀分散在聚合物网络中；凝胶导电率高达1.47 S/m；凝胶拉伸应变高达2400%，断裂强度高达1.2 MPa；修复电流强度为0.05 A，通电时间15 min时，自修复效率接近90%. 可快速、高效电诱导自修复性的高强度纳米复合水凝胶对发展智能、柔性可穿戴电子器件具有重要意义.  
        关键词：金-硫配位作用;自修复;电诱导;纳米复合水凝胶   
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        发布时间：2021-01-26
      • 窦灿煜,张彦君,张晨,吴一弦
        2019, 50(9): 939-948. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19048
        摘要：采用接出接枝(grafting from)合成策略，以含有苄基氯官能团的聚苯乙烯为大分子引发剂，碘化钾、高氯酸银和三氟甲磺酸银为活化剂，引发2-乙基-2-噁唑啉进行正离子开环聚合反应. 通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱测定共聚物组成及接枝量，通过透射电子显微镜研究共聚物的微观形态，并研究原位制备的共聚物/纳米银复合物的两亲性、热稳定性与生物性能. 结果表明：通过可控正离子开环聚合方法可以设计合成不同接枝量的聚苯乙烯-g-聚(2-乙基-2-噁唑啉)两亲性接枝共聚物(PS-g-PEOX)及其与纳米银的复合物，其中PEOX接枝质量含量在8% ~ 97%之间，依赖于单体浓度及活化剂用量；纳米银颗粒直径为5 ~ 10 nm，质量含量在0.1% ~ 3.5%之间，依赖于含银活化剂的用量. 两亲性接枝共聚物能形成明显的微观相分离结构，其微观形态与PEOX含量有关. 支化的拓扑结构有利于提高PEOX的热稳定性. PS-g-PEOX两亲性接枝共聚物的亲水性随着PEOX含量增加而提高，当PEOX质量含量为97%时，水接触角(WCA)为24°，亲水性支链PEOX的存在使PS-g-PEOX具有对牛血清蛋白的抗吸附性能. PS-g-PEOX在水中能形成稳定且均匀的微/纳米胶束，质量含量为0.054%的PS-g-PEOX能使水/甲苯互不相容的两相形成稳定的微纳乳液体系. 原位制备的共聚物/纳米银复合物对大肠杆菌有一定的抑菌性，在生物医用材料领域有潜在的应用前景.  
        关键词：聚(2-乙基-2-噁唑啉);两亲性;接枝共聚物;正离子开环聚合   
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        发布时间：2021-01-26
      • 张茂林,季行行,史新妍
        2019, 50(9): 949-956. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19050
        摘要：以聚降冰片烯(PNB)为基体，添加不同份数的环保芳烃油制备低充油PNB材料，通过示差扫描量热法(DSC)、万能电子拉伸试验机、动态力学分析(DMA)等研究了不同增塑油含量、变形温度、松弛时间等因素对PNB材料可逆塑性形状记忆性能的影响. 结果表明，增塑油可连续调节PNB的Tg并使其维持在室温附近，有利于室温下可逆塑性形变；当变形温度低于材料玻璃化转变起始温度2 °C时，这时材料变形耗能最低、分子链运动活化能较高，撤除外力后分子链运动受限制，因此固定率较高；而变形温度对材料恢复率影响较小，由于PNB具有超高分子量，当驱动温度远高于其玻璃化转变温度时，分子链熵值增大，产生较大的熵弹恢复力，因此恢复率均高于95.0%，材料具有优异的可逆塑性形状记忆性能；另外，延长松弛时间也可在一定程度上提高材料的形状固定率.  
        关键词：聚降冰片烯;环保芳烃油;可逆塑性;形状记忆;变形温度;松弛时间   
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        发布时间：2021-01-26
      • 刘薇,宋芸芸,刁凯颖,郭方
        2019, 50(9): 957-963. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19056
        摘要：采用(C5H5)Sc(CH2SiMe3)2(THF) (1)、(C5Me4SiMe3)Sc(CH2SiMe3)2(THF) (2) 2种单茂钪催化剂，分别考察了其催化月桂烯与苯乙烯共聚合的性能，并通过核磁共振(1H-NMR、13C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和示差扫描量热法(DSC)对所获共聚物结构和热性能进行表征分析. 结果表明，在室温甲苯溶剂中，改变月桂烯和苯乙烯的用量，2种单茂钪催化剂均对月桂烯和苯乙烯共聚合表现了较高的催化活性(104 g polymer molSc–1 h–1)，获得了组成可控(月桂烯含量22 mol% ~ 83 mol%)、高分子量(Mn = 4.8 × 104 ~ 1.13 × 105)、窄分布(Mw/Mn = 1.49 ~ 1.99)的苯乙烯-月桂烯共聚物，催化剂结构直接影响共聚物的立体和序列结构. 采用单茂钪1催化月桂烯与苯乙烯共聚合，月桂烯先聚合形成高顺式1,4-聚月桂烯嵌段(选择性95%)，之后苯乙烯开始聚合形成无规聚苯乙烯嵌段，所获共聚物为高顺式聚月桂烯-无规聚苯乙烯嵌段共聚物. 由单茂钪1获得的月桂烯-苯乙烯嵌段共聚物均含有–63和96 °C 2个玻璃化转变温度(Tg)，分别对应高顺式聚月桂烯嵌段和无规聚苯乙烯嵌段的Tg. 采用单茂钪2催化月桂烯与苯乙烯共聚合，也是月桂烯优先聚合，随后苯乙烯大量聚合，共聚物中月桂烯的含量呈梯度下降趋势而苯乙烯含量呈梯度上升趋势，共聚物为月桂烯-苯乙烯梯度共聚物，共聚物中月桂烯含有3,4-结构单元(选择性75%)和顺式-1,4-结构单元(选择性25%). 由单茂钪2获得的月桂烯-苯乙烯梯度共聚物均含有一个–35 °C的Tg和一个254 °C的熔点(Tm)，分别对应聚月桂烯嵌段的Tg和间规聚苯乙烯嵌段的Tm.  
        关键词：单茂钪;月桂烯;苯乙烯;共聚合   
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        发布时间：2021-01-26
      • 鲁爽,方维娜,王丽华,柳华杰
        2019, 50(9): 964-972. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19049
        摘要：针对目前纳米金三角片的分离纯化手段仍不够成熟这一问题，提出借助巯基修饰的DNA分子，对混有类球形颗粒等杂质的纳米金三角片粗产物，进行形状选择性分离纯化的新思路. 纳米金表面修饰的DNA分子，一方面屏蔽了金与溶液环境的直接接触，提高了颗粒的稳定性；另一方面，形貌粒径以及表面DNA修饰量的差异，造成不同纳米金颗粒在电场中的迁移速度不同，因而可通过凝胶电泳手段分离纯化金颗粒. 该方法获得的纳米金三角片纯度在80%以上，并对于不同粒径的三角片纯化具有普适性. 更为重要的是，表面修饰的DNA同时实现了对纳米金三角片的信息编码，通过设计修饰DNA序列信息，可以实现后续的可控组装，构建更高级结构.  
        关键词：纳米金颗粒;金三角片;DNA;自组装;电泳;纯化   
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        发布时间：2021-01-26
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