最新刊期
      2022 年 第 53 卷 第 12 期

        快报

      • 叶建涵,吴芬,董原辰,徐立进,刘冬生
        2022, 53(12): 1421-1428. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22281
        摘要：探索并比较了DNA与有机小分子化合物在固相合成和液相偶联中的反应效率，利用DNA固相合成的方法高效的合成了多种DNA-有机小分子的复合结构，通过基质辅助激光解吸-飞行时间质谱(MALDI-TOF)对其结构和分子量进行了表征；并利用透射电子显微镜和动态光散射对DNA-芘复合结构在水相中的组装行为进行了初步的探索，其组装结构有望应用于药物的包裹释放研究.  
        关键词：DNA;固相合成;液相偶联;自组装   
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        发布时间：2024-10-08

        综述

      • 叶一兰,孙大吟,杨振忠
        2022, 53(12): 1429-1444. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22177
        摘要：高分子单链-胶体杂化纳米颗粒是以高分子单链/单胶体为特征尺度、集成高分子单链与胶体特性的功能材料，为创制亚10 nm超精细结构与单链器件奠定物质基础. 高分子单链-胶体杂化纳米颗粒的精准构筑与规模制备是合成方法学核心，有助于深入揭示构效关系和获得新奇特性，其规模制备为新材料交叉应用提供必要条件. 本文总结了3类高分子单链-胶体杂化纳米颗粒的合成进展：(1) 高分子单链分子内交联；(2) 单体边聚合边交联；(3) 高分子单链键接纳米颗粒(单链@纳米颗粒)；展望了高分子单链-胶体杂化纳米颗粒合成方法发展趋势.  
        关键词：单链纳米颗粒;分子内交联;功能胶体;空间分区   
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      • 陶永鑫,陈蕾蕾,刘一寰,胡欣,朱宁,郭凯
        2022, 53(12): 1445-1458. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22133
        摘要：嵌段共聚物的合成及其应用是高分子科学领域的研究热点. 近年来，国内外学者设计了一系列新型含硅嵌段共聚物，具有较高的Flory-Huggins相互作用参数，在自组装制备亚5 nm特征图案方面取得了重大突破，有望应用于下一代半导体制造. 本文总结了聚二甲基硅氧烷基、聚含硅苯乙烯基和聚倍半硅氧烷基3种类型含硅嵌段共聚物的合成，讨论了在本体和薄膜自组装纳米图案化方面的研究进展，对相关领域存在的挑战与机遇进行了展望.  
        关键词：含硅嵌段共聚物;自组装;纳米光刻;亚5 nm;Flory-Huggins相互作用参数   
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        发布时间：2024-10-08

        研究论文

      • 刘思思,陈杰,林祥德,柳华杰,曾冬冬
        2022, 53(12): 1459-1465. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22117
        摘要：构建抗菌表面涂层，是解决医疗器械表面因黏附生长细菌引发医源性感染的理想途径. 因此，本研究利用层层自组装技术，以静电相互作用为驱动力制备了壳聚糖/丝素纳米纤维(CHI/SNF)多层膜，通过紫外-分光光度计(UV-Vis)追踪该多层膜的组装过程，并使用扫描电镜(SEM)对其进行形貌分析. 然后，通过引入天然抗菌药物小檗碱(BBR)获得BBR-CHI/SNF多层膜. 初步探讨了该载药多层膜的体外药物释放行为和对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的抗菌性能. 测试结果表明，多层膜的载药量能够通过调整膜的层数来控制. 多层膜具备抗细菌黏附及一定抑菌性能，负载BBR后，通过BBR与多层膜内CHI的协同作用，抗菌性能得到了提升，抑制了金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的生长，其抑制率分别达到了(59.62±4.28)%和(51.65±3.77)%. 总而言之，本研究构建了一种兼具抑菌和抗细菌黏附功能的载药多层膜，该多层膜制备简单，性能易于调控，基底灵活，因此在生物医用材料表面抗菌领域具有良好的应用前景.  
        关键词：层层自组装;壳聚糖;丝素纳米纤维;小檗碱;抗菌   
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      • 曾雅,刘荣营,李龙,杜思南,陈国颂
        2022, 53(12): 1466-1474. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22129
        摘要：唾液酸酶介导的脱唾液酸过程在细胞表面唾液酸的动态调节中起着重要作用，并参与多种生理和病理过程. 对于这一重要过程的体外模拟和深入研究一方面将有利于深入理解许多唾液酸相关的生理过程，另一方面也为构建酶参与的仿生材料打下基础. 本文中我们利用表面高“表达”唾液酸的糖肽纳米纤维作为起始结构，然后通过在溶液中加入唾液酸酶来重现唾液酸酶介导的脱唾液酸过程. 结果显示加入的唾液酸酶确实导致了纤维表面唾液酸的切除并引发了糖肽纤维的形貌转变. 还通过改变唾液酸酶浓度来调控唾液酸切除动力学，结果显示唾液酸的切除速率决定了糖肽纤维的形貌演化路径，低的唾液酸切除速率导致初始的双螺旋糖肽纤维逐步演化为胶束，而高的唾液酸切除速率则使得初始的双螺旋糖肽纤维最终演化为扭曲的纳米带. 此外，也证实了这一策略在细胞培养方面的应用.  
        关键词：糖肽;自组装;唾液酸酶;形貌转变   
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      • 戚家乐,姚远,陶鑫峰,林绍梁
        2022, 53(12): 1475-1483. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22195
        摘要：设计合成了一种侧链含有溴苯基团的新型N-取代-N-硫代环内羧酸酐(NNTA)单体，即N-4-溴苯基甘氨酸-N-硫代环内羧酸酐(NBrG-NTA). 以聚乙二醇胺作为大分子引发剂，乙酸作为促进剂，实现了NBrG-NTA在DMAc中的可控开环聚合，以较高的产率(>80%)制备得到了不同嵌段长度的两嵌段共聚物聚(乙二醇)-b-聚(N-4-溴苄基甘氨酸) (PEG-b-PNBrG). 体积排除色谱(SEC)测试表明产物具有较窄的分子量分布(Đ<1.06). 示差扫描量热法(DSC)测试表明PNBrG嵌段具有良好的结晶性. 系统研究了PEG-b-PNBrG在醇类溶剂中的自组装行为，利用透射电子显微镜(TEM)对组装体的形貌进行了详细表征，根据不同的退火温度和保温时间，获得了“竹叶”状、“海胆”状和“蒲公英”状等形貌的组装体.  
        关键词：聚类肽;N-硫代环内羧酸酐;开环聚合;溴苯基团;自组装   
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        发布时间：2024-10-08
      • 朱建华,张倩,张瑞云,刘丽芳
        2022, 53(12): 1484-1492. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22116
        摘要：为有效改善碳纳米纤维导电性及柔性，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为芯溶液，聚丙烯腈(PAN)和PVP为皮溶液，首先通过同轴静电纺丝技术制备偏心皮芯结构纳米纤维，然后在高温碳化过程中热塑性高聚物PVP发生熔融，在纤维间形成交联点，制得N掺杂的交联碳纳米纤维. 进一步，通过水热合成反应在碳纳米纤维表面原位生长NiCo2O4纳米针获得NiCo2O4修饰的N掺杂交联碳纳米纤维电极. 基于电极材料的结构优势以及碳纳米纤维与NiCo2O4纳米针的协同作用，所制备的NiCo2O4修饰N掺杂交联碳纳米纤维电极表现出优异的电化学行为，在0.5 A·g-1电流密度下，质量比电容高达1186.4 F·g-1 (197.5 mA·h·g-1)，10000次充放电循环后电容保持率达74.5%，且将电极材料组装成非对称超级电容器可成功为电子器件进行供电. 本文工作为柔性电极的开发提供了一种新的探究思路.  
        关键词：碳纳米纤维;双金属氧化物;NiCo2O4;柔性电极;超级电容器   
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        发布时间：2024-10-08
      • 刘艳萍,郑剑亮,王旭,石江,曾文丽,武跃文
        2022, 53(12): 1493-1503. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22168
        摘要：采用可降解的高分子材料聚左旋乳酸(PLLA)对潜热性能优良的聚乙二醇(PEG)相变材料进行包覆，利用同轴静电纺丝手段制备了具有良好热管理性能的核壳纤维. 基于透射电子显微镜(TEM)证实了核壳结构，通过扫描电镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、升降温实验、广角X射线衍射(WAXD)和单轴拉伸等实验分析了相变材料的表面形貌、储热性能、热稳定性和力学性能，结果表明：PLLA/PEG同轴纤维的包覆性能良好，最大包覆率可达48.8 wt%，结晶度达到56.3%. 由于PEG固-液相转变以及PLLA玻璃化转变带来的热容变化的共同作用，该核壳结构的相变材料具有良好的热管理性能，为拓宽高分子基相变材料的应用领域提供了参考.  
        关键词：同轴静电纺丝;相变材料;热管理性能;保温效率   
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      • 郭少华,罗国君,牛艳华,李光宪
        2022, 53(12): 1504-1513. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22124
        摘要：采用熔融共混法制备了高强超韧聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/聚(对苯二甲酸乙二醇酯-co-对苯二甲酸-1,4-环己二醇酯)(PCTG)/甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE(POE-g-GMA)共混物，并对其增韧机理进行了系统分析，同时利用高速相机记录了不同韧性材料的冲击行为. 扫描电子显微镜(SEM)照片显示POE-g-GMA均匀分散在体系中，粒径约为0.3 μm. PCTG和PBT具有很好的相容性，并能抑制PBT的结晶；随着PCTG含量的增加(0 wt%~40 wt%)，共混物玻璃化转变温度(Tg)呈线性增加，结晶度逐渐降低，但韧性增加不大. 当PCTG含量为50 wt%时，材料发生脆韧转变，缺口冲击强度达到1060 J/m，断裂伸长率达到360%，分别较未添加PCTG的样品(PBT-3E)提高了17和20倍，且拉伸强度未有明显下降(45 MPa，下降了18%). 冲击断面的微观形貌表明，在该含量下，材料发生了大量的空洞化和屈服形变. 进一步分析表明，体系中更多的可移动无定形组分(MAF)，更低的Tg和结晶度是材料发生脆韧转变的主要原因，而冲击瞬间产生的自发热，也进一步促进了材料屈服形变. 最后通过仪器化冲击仪和高速相机记录了材料在脆性断裂和韧性断裂2种模式下形变随时间的关系，为进一步理解材料冲击行为提供了实验依据.  
        关键词：聚对苯二甲酸丁二醇酯;共聚酯;高强超韧;自发热;冲击行为   
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        发布时间：2024-10-08
      • 曹诗沫,朱家峰,罗金鹏,刘雪芃,徐菊,佟辉
        2022, 53(12): 1514-1522. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22179
        摘要：商品化聚酰亚胺由于含碳量高，发生击穿时容易产生积碳导致相应的金属化薄膜电容器层间短路失效. 为改善这一问题，从分子设计出发，选用含四元脂环结构的环丁烷四甲酸二酐(CBDA)作为二酐单体，向聚酰亚胺分子结构中引入低碳氢比的脂环结构，制备脂环聚酰亚胺，其介电性能优异，介电常数为3.83~4.74，损耗因子为0.49%~1.29%，最高击穿场强和理论能量密度分别为547 MV/m和5.91 J/cm3. 并且，由于碳氢比降至1.16~1.29，远低于商品化聚酰亚胺，大大改善击穿点处的积炭行为，从而有利于相应金属化薄膜电容器的自愈性.  
        关键词：聚酰亚胺;脂环结构;介电性能;自愈性   
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      • 马松峰,刘超,孙晓伟,高欢,王菲,潘莉,李悦生
        2022, 53(12): 1523-1533. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22142
        摘要：通过丙烯和含咔唑基团的α-烯烃的直接共聚，向全同聚丙烯中引入了具有可吸收紫外光的咔唑基团. 咔唑基团具有吸收紫外光及365 nm紫外光下具有明显的蓝紫色发光特性，可能赋予材料抗光氧老化性能. 利用核磁共振波谱和红外等对丙烯/11-咔唑-1-十一碳烯(P-C)共聚物结构进行了明确表征，共聚物中咔唑基团的含量分别为0.45 mol%~1.67 mol%. 对不同咔唑基团含量的P-C样品进行了紫外老化处理，并对其抗紫外老化性能进行了研究. 在相同老化条件下，当丙烯均聚物(PP)样品表面出现大而深的裂纹时，P-C样品表面没有裂纹或仅出现了细微的裂纹. 与iPP样品相比，老化后的P-C样品拉伸性能、热性能等在老化过程中得到了良好保持，降解反应受到明显抑制. 综上所述，含有共轭结构的咔唑基团的引入能有效增强聚丙烯的抗紫外老化性能.  
        关键词：全同聚丙烯;咔唑基团;配位聚合;抗紫外老化   
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      • 王元元,曲春静,马哲
        2022, 53(12): 1534-1542. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22204
        摘要：利用二甲基吡啶胺铪/有机硼催化体系，合成了一系列1-丁烯/4-‍(3-丁烯基)甲苯(PBBT)共聚物，在聚1-丁烯链中引入了具有π-π作用的结构单元. 利用示差扫描量热法系统研究了熔融热处理温度、熔融热处理时间和结晶温度对PBBT共聚物熔体记忆效应的影响，发现4-(3-丁烯基)甲苯共聚单元可以诱导共聚物产生平衡熔点以上的强熔体记忆效应. 随着熔融时间延长，PBBT共聚物的降温结晶峰值温度逐渐移向高温，这说明不同于通常认为的记忆效应随熔融热处理时间增长只能逐渐减弱，PBBT共聚物记忆效应还可在熔融热处理过程中发展增强. 此外，PBBT共聚物的记忆效应强度还表现出强烈的结晶温度依赖性，结晶温度越低，记忆效应越强.  
        关键词：1-丁烯共聚物;结晶动力学;熔体记忆效应   
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      • 王栋栋,徐晓雷
        2022, 53(12): 1543-1551. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22149
        摘要：采用非平衡分子动力学模拟方法研究了接有较短支链的非缠结梳形聚合物熔体对启动剪切流的响应，并与线形聚合物进行了比较. 模拟发现，对不同的剪切强度，接有较短支链的非缠结梳形聚合物熔体的应力-应变响应与线形聚合物的变化趋势基本相同，仅在数值上存在差异. 此外，进一步研究了梳形聚合物在启动剪切下的结构变化. 结果表明，与梳形聚合物的主链相比，短支链在启动剪切下的拉伸较为微弱，且对非缠结梳形聚合物流变行为的影响较弱，致使梳形聚合物在启动剪切场下的性质与线形聚合物相似.  
        关键词：梳形高分子;分子动力学模拟;启动剪切   
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        发布时间：2024-10-08

        综述 (高分子表征技术专题)

      • 宋静楠,詹俊哲,张明,朱磊,郝天雨,徐锦秋,周子春,周冠清,薛晓楠,冯威,张永明,刘烽
        2022, 53(12): 1552-1566. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22118
        摘要：功能薄膜在光电器件、燃料电池、储能电池、气体分离、微电子及生物医学等领域表现出极大的应用潜力, 成为学术界和工业界的研究重点. 理解薄膜内部形貌形成机理，调控结晶行为和相分离结构，是提高薄膜器件性能的重要途径. 散射技术，包括同步辐射X射线广角/小角散射(GIWAXS/GISAXS)、小角中子散射(SANS)、共振软X射线散射(RSoXS)，作为表征薄膜内部微纳结构的有效手段，不仅可以研究薄膜材料的结晶行为，包括结晶强度、分子堆积方式和取向性质，还可以研究薄膜内的相分离行为和界面取向与粗糙度等结构细节. 同时，原位散射技术可以实时检测薄膜形貌的形成过程，对理解非平衡态形貌形成机制具有重要意义. 本文不仅总结了GIWAXS、GISAXS、SANS、RSoXS和原位散射技术的基本工作原理，还通过经典案例详尽地介绍了各形貌表征技术的功能和数据解析过程，为科研工作者快速选择合适的形貌表征技术提供指导作用.  
        关键词：薄膜光伏;散射技术;微纳结构;结晶特性;相分离结构   
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