最新刊期
      2021 年 第 52 卷 8 期

        专论

      • 张文科,孙俊奇,刘冬生,张希
        2021, 52(8): 1-4. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21no8
        关键词：沈家骢;前言   
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        发布时间：2022-09-30
      • 潘烁炯,许华平
        2021, 52(8): 857-866. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21058
        摘要：刺激响应性高分子是指在周围物理或者化学环境发生较小改变时，其结构和性质可以发生响应性改变的一类高分子. 我们课题组近年来系统地研究了一系列具有活性氧(ROS)响应性的含碲高分子以及其在药物递送领域中的应用. 本文从碲元素和硒元素的氧化响应性差异出发，探究了碲醚结构对活性氧灵敏的响应性. 随后研究了含碲高分子在药物递送领域，特别是在递送铂类药物中的应用，例如：主链含碲高分子可以同时包载顺铂和吲哚菁绿实现癌症化疗和光动力治疗的结合，侧链含碲/铂高分子可以实现癌症化疗和放疗的结合. 此外，碲/铂组装体还可以通过活性氧和配位双重响应，实现药物的可控释放.  
        关键词：碲;活性氧响应;配位响应;药物递送   
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      • 张智,陈国颂,江明
        2021, 52(8): 867-883. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21059
        摘要：近年来，分子自组装的研究特别关注应用复杂组装基元模拟体内复杂的生命过程. 其中，利用蛋白质作为组装基元构筑组装体的相关研究有助于进一步了解生命相关的自组装，并进一步揭示生命过程的调控机制. 然而，由于蛋白质组装基元自身的结构复杂性和构象多样性等特点，具有规则结构的人工蛋白质组装体仍然难以构建. 本文将回顾和总结本课题组近年来所提出的诱导配体蛋白质组装新策略. 首先简要叙述文献中蛋白质组装方向的研究进展，继而介绍诱导配体策略产生的背景和主要思路，重点讨论利用诱导配体策略获得的蛋白质组装体的结构、形貌及功能，最后展望该策略的发展前景.  
        关键词：蛋白组装;自组装策略;有序形貌;精准调控;纳米材料   
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      • 朱有亮,吕中元
        2021, 52(8): 884-897. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21090
        摘要：超分子和高分子的自组装是发展新型高性能材料的有力手段. 通过自组装构筑多级有序结构，从而显著提高材料的力学、光学或电学性能，是化学和材料科学研究的前沿. 然而精确调控自组装需要深入理解范德华、氢键、静电、主客体复合和π-π等相互作用以及动力学机理所扮演的角色. 计算机模拟，尤其是分子动力学模拟，为研究自组装结构和演化过程提供了独一无二的手段. 本文主要阐述超分子和高分子的多尺度模型和动力学模拟方法，讨论不同模拟方法的特点、适用范围和优势；进一步简述我们发展的定制模型和方法，以及同时提高模型精度和计算效率方面采取的策略. 通过总结应用这些方法对超分子和高分子自组装开展的研究工作所取得的进展，为进一步发展自组装动力学模拟方法提供参考.  
        关键词：超分子;高分子;自组装;动力学模拟   
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        发布时间：2022-09-30
      • 汪胜,张洁,宛新华
        2021, 52(8): 898-911. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21096
        摘要：聚苯乙炔衍生物是重要的动态螺旋聚合物，具有丰富可调的螺旋构象，在手性识别、对映体拆分、不对称催化、多通道传感、圆偏振发光等领域的潜在应用正受到越来越多的关注. 本文总结了近年来笔者在聚(3,5-二取代苯乙炔)研究中取得的主要进展，包括：cis-cisoid螺旋构象的形成条件、影响因素与调控规律，手性双重传递模式与可调控的手性放大规律，有趣的自组装行为和超分子结构. 最后，对螺旋聚苯乙炔衍生物手性功能材料今后的研究作了展望.  
        关键词：聚(3,5-二取代苯乙炔);螺旋构象;手性传递;手性放大;自组装   
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        发布时间：2022-09-30

        综述

      • 杨富麟,张洁,孙景志,唐本忠
        2021, 52(8): 911-919. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21066
        摘要：双取代乙炔聚合物在小分子气体渗透与分离、发光弹性体、偏振荧光发射等领域有着突出的表现，成为聚乙炔研究领域的主流方向，聚(1-氯-2-苯基乙炔)衍生物是其中的一个特殊品种，对该类聚合物的聚合反应催化剂、聚合反应机理的深入研究对于发展功能性双取代乙炔聚合物具有重要意义. 本文简要回顾聚(1-氯-2-苯基乙炔)衍生物合成的发展历程，通过典型案例分析催化剂体系的演进过程中研究者们解决的一系列科学问题，总结催化剂体系、推拉电子取代基对聚合反应的影响，同时沿着超高透气性聚(双取代乙炔)研究及其在气体分离领域中的应用探索的发展脉络，指出该领域在催化剂研制、反应路线设计等方面的关键问题和可能解决方案，为制备具有先进功能的聚(双取代乙炔)提供了新思路.  
        关键词：聚(双取代乙炔);1-氯-2-苯基乙炔;Pd-基复合催化剂;本征微孔聚合物;气体透过性   
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        发布时间：2022-09-30
      • 康一飞,王安然,李容,宋益龙,董庆锋
        2021, 52(8): 920-937. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21069
        摘要：柔性钙钛矿太阳能电池是当前最高效的柔性光伏技术之一，应用前景广阔. 但器件的机械稳定性制约了其综合稳定性及安全可靠性. 本文综合评述了近年来国内外研究团队围绕提升柔性钙钛矿太阳能电池机械性能的研究进展，从柔性基底优化、新型柔性透明电极开发、晶粒调控、晶界改性、界面工程等不同角度分析总结了柔性钙钛矿太阳能电池机械稳定性的优化方案及进展，对柔性钙钛矿太阳能电池的瓶颈及挑战进行了总结和建议.  
        关键词：柔性钙钛矿太阳能电池;机械稳定性;弯折稳定性;拉伸稳定性   
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        发布时间：2022-09-30
      • 乐妲,冯唐略,杨柏
        2021, 52(8): 938-959. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21105
        摘要：碳化聚合物点作为一类新型的荧光碳纳米点，其高量子产率、独特的碳核和聚合物壳的杂化结构和功能在近些年引起了广泛关注. 本文通过系统总结、分析相关文献，揭示了碳化聚合物点不仅具有碳点的典型性质，也具有聚合物的性质. 强调了碳化聚合物点的聚合-碳化的本质，并详细讨论了碳化聚合物点的结构特点、制备方法方面的普适性和规律性以及光致发光的机制. 最后，基于碳化聚合物点的结构和性能调控，综述了其在传感、光电器件、催化和生物医学等不同领域的应用，并对碳化聚合物点的发展前景进行了展望.  
        关键词：碳化聚合物点;碳点;发光机理;碳核;聚合物壳   
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        发布时间：2022-09-30
      • 杨佳臻,邹昊洋,丁建勋,陈学思
        2021, 52(8): 960-977. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21115
        摘要：聚氨基酸是一类以氨基酸及其衍生物为结构单元的高分子. 鉴于其多样性的结构单元、优异的生物安全性、便利的修饰性、敏感的生物响应性和独特的二级结构等优异的性能，聚氨基酸在生物医学领域的应用具有显著的优势. 胱氨酸是半胱氨酸通过二硫键连接的二聚体，可以通过环化反应合成为双官能化的胱氨酸N-内羧酸酐(Cys2 NCA)单体. 通过Cys2 NCA与单官能化的氨基酸N-内羧酸酐单体的开环聚合反应，可以可控合成一系列二硫键交联的具有多样性的化学结构、可调的粒径、优异的稳定性和敏感的生物响应性的聚氨基酸纳米材料，从而实现成像剂、生物活性分子等的可控递送. 本文基于本课题组的研究工作综述了单组分、双组分和多组分胱氨酸基聚氨基酸纳米材料的研究进展，并展望了其在临床应用中的机遇与挑战以及新的生物医学应用领域.  
        关键词：胱氨酸;聚氨基酸;纳米材料;可控合成;功能化;生物响应性   
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        发布时间：2022-09-30

        研究论文

      • 黄威嫔,黄丹妮,任科峰,计剑
        2021, 52(8): 978-986. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21029
        摘要：静电层状组装聚电解质膜主要由静电作用为驱动力，带有相反电荷的聚电解质在基底表面进行交替沉积制得，其结构可以通过膜内分子运动性的改变来调控. 本研究在静电作用基础上，通过在聚丙烯酸(PAA)上接枝偶氮苯基团(Azo)，得到含有2种非共价相互作用的聚乙烯亚胺/偶氮苯修饰的聚丙烯酸(PEI/PAA-Azo)膜. 利用光照和弱酸溶液对2种相互作用进行顺序调控，实现在PEI/PAA-Azo膜内区域、可逆地构建微孔结构. 进一步地，利用该体系展开了区域负载功能分子以及局部调控生物膜的形成的研究. 本研究为探究聚电解质膜内分子运动性对膜结构和动态性的影响提供了一种可行的策略，并且拓展了聚电解质膜的应用前景.  
        关键词：静电层状组装;聚电解质膜;动态结构;偶氮苯;微孔结构   
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        发布时间：2022-09-30
      • 解洁奇,姚跃君,高长有
        2021, 52(8): 987-995. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21052
        摘要：设计合成了一类具有活性氧(ROS)响应性的新型不饱和聚氨酯. 3种不同比例的聚富马酸丙二醇酯(PPF)和聚酮缩硫醇(PTK)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)反应后，通过L-赖氨酸甲酯二盐酸盐(Lys-OMe)扩链，合成了含有双键和酮缩硫醇键的聚氨酯(PFTU)，同时合成了只含有双键的聚氨酯(PPFU)和只含有酮缩硫醇键的聚氨酯(PTKU)作为对照. 示差扫描量热分析(DSC)和热重分析(TGA)显示5种聚氨酯材料均为非晶态聚合物且在200 ℃以下具有良好的热稳定性. 应力应变曲线显示PPFU是一种硬而韧的材料，而PTK的引入则改善了聚氨酯的弹性并使其保留良好的延伸性能. 同时，含有PTK软段的聚氨酯PFTU和PTKU均具有较好的自由基清除能力；随着聚氨酯中PTK比例的增加，材料在过氧化氢/CuCl2溶液中的降解速率也逐渐增大. 体外细胞培养实验表明，本文合成的5种聚氨酯材料均不存在明显的细胞毒性.  
        关键词：活性氧响应;不饱和聚氨酯;聚富马酸丙二醇酯;聚酮缩硫醇;生物可降解   
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        发布时间：2022-09-30
      • 杨勃,孙立梅,潘玙璠,董原辰,孙亚伟,刘冬生
        2021, 52(8): 996-1005. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21053
        摘要：设计并合成了一种1-(4,5-二甲氧基-2-硝基苄基)乙氧基光敏基团保护的胸腺嘧啶脱氧核苷亚膦酰胺单体，将其通过固相合成引入到DNA序列中，可以实现对DNA链互补配对的光学调控；并进一步利用该单体合成了功能性的核酸序列，成功制备了快速光响应的DNA超分子水凝胶. 该结果拓展了DNA单体的多样性，为构建新型光响应功能体系提供了新途径.  
        关键词：碱基光保护;光响应;DNA自组装;DNA超分子水凝胶   
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        发布时间：2022-09-30
      • 曹瀚,巩如楠,周振震,王献红,王佛松
        2021, 52(8): 1006-1014. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21056
        摘要：二氧化碳基多元醇(CO2-polyol)是通过二氧化碳与环氧化物如环氧丙烷的调聚反应合成的一类端羟基功能化低聚物，然而具有后修饰特点的功能化CO2-polyol的研究则少有报道. 本文将衣康酸这一新型起始剂引入到环氧丙烷和CO2的调聚反应中，成功地制备了双键功能化的CO2-polyol. 同时，衣康酸的生物来源属性进一步提高了生物碳比例，使得该多元醇的合成路线更为符合绿色可持续的理念. 针对衣康酸存在酸性较强、双键较活泼等不利于PO/CO2调聚反应的因素，采用具有多中心协同催化作用的铝卟啉低聚物催化剂，实现了含碳碳双键的CO2-polyol的高效可控制备，且其链长和结构可调. 所合成的具有活泼双键的不饱和多元醇为多种功能化二氧化碳基聚氨酯的合成提供了方便可行的操控平台.  
        关键词：二氧化碳;衣康酸;不饱和多元醇;聚氨酯;铝卟啉低聚物催化剂   
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        发布时间：2022-09-30
      • 唐保磊,于旭,张红雨
        2021, 52(8): 1015-1023. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21076
        摘要：提出了一种利用超分子相互作用实现多晶型及晶体机械柔性制备的策略，通过对5-氨基间苯二甲酸二甲酯的结晶条件进行微调，得到了2种具有弹性的单苯环发光有机超分子晶体1B和1G. 引人注目的是2种晶型的晶体均能在直形及弹性弯曲状态下有效地传导光信号，证明了它们在柔性光学器件中的实用性. 本研究不仅对设计有机超分子晶体的多晶型和机械柔性具有重要的科学意义，而且对柔性晶体在光学领域的应用也具有重要的指导意义.  
        关键词：超分子作用力;多晶型;机械柔性;弹性模量;光波导   
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        发布时间：2022-09-30
      • 王克青,李自若,费进波,王晨蕾,崔巍,赵洁,李峻柏
        2021, 52(8): 1024-1031. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21083
        摘要：脂质体载药系统已在许多疾病的治疗中发挥重要作用. 体外构建并模拟脂质体与生物膜特异性识别相互作用，对于探索脂质体在生物体内的稳定性，开发新型高效和智能化药物递送系统具有重要的现实意义. 本文通过分子组装技术构筑了稳定的磷脂囊泡-脂质体，利用微加工技术制备金微电极，然后在其表面进行亲合素修饰，借助电化学工作站检测脂质体单颗粒的碰撞行为，以此建立一种检测脂质体在体外和生物体内存在的技术平台. 实验证明，在脂质体中引入生物素分子，通过与微电极表面的亲合素分子产生特异性识别，能显著增加单颗粒碰撞的频率和强度. 这些定量的数据为研究脂质体与生物膜动态互作提供了十分有效和准确的检测手段，为验证脂质体载药体系在生物内的稳定性和释放速率建立了新方法.  
        关键词：脂质体;超分子组装;单颗粒碰撞;电化学检测;分子识别   
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        发布时间：2022-09-30
      • 周亭亭,孔雪平,万国峰,李豹,吴立新
        2021, 52(8): 1032-1042. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21087
        摘要：通过将阳离子型聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵、嵌段共聚物聚(甲基丙烯酸(聚乙二醇单甲醚)酯-b-甲基丙烯酸)和含Gd的多金属氧簇K7(Gd(H2O)3P2W17O61)以及部分还原的K6(α-P2W18O62)共混，构建了纳米尺寸的聚合物包埋多金属氧簇的多组分复合物PDDA-PPBM-rPOMs. 实验表明，所制备的复合物在水溶液、磷酸盐缓冲液和细胞培养基溶液中都具有较好的结构稳定性，形成均一分散的直径约为67 nm的球形组装体. 磁性金属氧簇的存在和较大的粒子半径使复合物在0.5 T磁场条件下的纵向弛豫效率达到51.32 L∙mmol-1∙s-1，并且在载药之后没有明显降低. 复合物中部分还原的多金属氧簇中的不同价态金属离子之间存在的电荷转移使复合物在载药前后均表现出良好的光热转换能力，其中，载药后的复合物在808 nm激光(1.0 W∙cm‒2)下持续照射10 min可以产生20 ℃的温度增量，为其用于肿瘤光热治疗提供了可能. PDDA-PPBM-rPOMs内部静电交联结构为其负载抗肿瘤药物阿霉素提供了合适的场所，使其具有超过90%的载药率，并且pH=5.0下的累积释药量是pH=7.4下的3倍，表现出明显的pH响应性药物释放能力. 细胞毒性和流式细胞凋亡实验表明载药的复合物在激光照射下可以有效地抑制肿瘤细胞生长，实现光热治疗与化学治疗的协同，这也为多金属氧簇多功能复合材料用于肿瘤诊断和治疗一体化的发展提供了可用思路.  
        关键词：磁共振成像;光热-化学联合治疗;聚合物;多金属氧簇;药物释放   
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      • 王晓晗,李洋,孙俊奇
        2021, 52(8): 1043-1052. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21133
        摘要：理想的形状记忆材料不仅要具有优异的形状记忆效应，还要具有高的力学强度和对机械损伤与形状记忆疲劳的修复能力. 为制备安全可靠的形状记忆聚合物材料，本工作通过向聚乙烯醇(PVA)中引入带有吡啶基团的聚倍半硅氧烷(Py-POSS)，制备了一种可修复形状记忆效应疲劳和机械损伤的高强度PVA基超分子形状记忆塑料. 得益于Py-POSS与PVA之间的氢键，PVA半结晶网络的稳定性得到提高，进而显著提高了超分子塑料的强度和形状记忆能力. 所制备的超分子塑料的屈服强度和模量分别可达~85.7 MPa和~6.0 GPa，形状记忆固定率和回复率都可达~99%. 基于氢键的动态性，超分子塑料可在水的辅助下完全修复形状记忆的疲劳，也可修复机械损伤，展现了超分子塑料形状记忆性能优异的安全性和稳定性.  
        关键词：聚乙烯醇;形状记忆聚合物;自修复;超分子塑料   
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