聚合物

又是平平常常做實驗的一天，日本科學家白川英樹（Hideki Shirakawa）繼續(xù)對乙炔聚合這個課題進行研究，不知是科學家天生的敏感度還是當時腦袋一熱，他們將濃度高達1000倍的催化劑用在反應中，合成一種亮銀色聚合物的反式聚乙炔；后來，美國科學家馬克迪爾米德（Alan MacDiarmid）與艾倫黑格（Alan Heeger）對該聚乙炔進行導電性研究，發(fā)現(xiàn)導電性增加了不同數量級（圖1），從此，共軛聚合物正式進入導電材料領域。 碘蒸氣對聚乙炔導電性的影響 自從聚乙炔打開“導電聚合物”的大門，其發(fā)…

在生物進化過程中，生物產生的粘附、修復、生長等動態(tài)響應行為，都是為了適應周圍環(huán)境。目前，大多數的仿生研究僅限于軟合成材料，對具有自主響應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)方法可產生各向同性和柔軟的材料，且具有自適應響應性，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，利用結構和層次各向異性是一種有效的解決方案。作為內部軟組織和外部環(huán)境之間的硬屏障，翅鞘是用于執(zhí)行輕量級分層結構的通用模型。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）結構的控制與其在聚合物中的分散穩(wěn)定性息息相關，對其研究與應用都至關重要。然而，由于當前GO的制備方法不盡相同，其氧化程度與微觀結構可能有很大的差異，例如尺寸、官能團組成和分布等等。這也帶來了在多數研究中的GO表征結果如此不確定的問題，導致GO在復合材料中的團聚現(xiàn)象一直難以科學地解決。因此，將GO納米片的結構和成分特性與其在復合物中的最終形態(tài)聯(lián)系起來是一項艱巨而具有重要意義的任務。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的組成和結構來監(jiān)測GO的熱力學穩(wěn)定性…

分子納米技術是一個快速發(fā)展的領域，幾十年來一直致力于探索在宏觀規(guī)模上發(fā)現(xiàn)小型化技術的可能性。納米技術已取得巨大進展的一個領域是開發(fā)分子機器(molecular machines)：一種受到外部刺激驅動定向運動的組件。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。 盡管分子納米技術領域在1990年代開始取得實驗性進展，但基本概念是由Richard Feynman提出的。后來，由于Eric …

電鏡是科學研究中進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)”，為結構生物學的發(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行檢測與成像。與傳統(tǒng)電鏡采…

增材制造（3D打?。┘夹g以數字模型設計為基礎，通過軟件與數控系統(tǒng)將材料按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，實現(xiàn)復雜及可定制化結構的構建。由于3D打印結構是靜止的，缺乏功能性及自適應能力，因此在智能結構及器件應用上存在諸多限制。 自2013年4D打印概念被首次提出后，4D打印技術受到了國內外學者的廣泛關注。4D打印技術是在3D打印技術基礎上引入了時間作為第四個維度，實現(xiàn)了3D打印結構在外界刺激（如熱、電、磁、光，濕度等）下，其形狀、性能和功能隨著時間發(fā)生特定的轉變。4D打印技術的成型…

鋰電池在二次電池市場上占據主導地位，其已廣泛應用于各種便攜式電子設備，如手機、筆記本電腦、數碼相機等。聚合物材料是鋰電池的關鍵組成部分之一，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等。然而，在反復充放電過程中，鋰電池的結構變化會導致其內部聚合物發(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性能。 近日，南京理工大學化工學院的傅佳駿…

【前言】 聚合物/碳納米管復合材料具有獨特的一維納米管分散微結構，表現(xiàn)出良好的力學性能、電學性能和熱學性能等，在諸多領域具有廣泛的應用前景。多壁碳納米管(MWNT)由于其高導電性、高長徑比，被作為電子材料廣泛應用于電磁屏蔽、透明導電涂層和光電傳感等領域。同時它也被認為是一種極具潛力的材料用于制備高導電性聚合物納米復合材料。然而，由于很難在聚合物基質中形成均勻分布、單分散并且呈定向排布的MWNT網絡，因此高導電性MWNT納米復合材料的制備存在極大挑戰(zhàn)。 鑒于此，韓國延世大學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，在關節(jié)腔內滑液的配合下，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絡，具有柔軟的彈性和較低的摩擦，以及可調控的生物相容性。這使它們成為某些醫(yī)療領域如置換關節(jié)軟骨的潛在候選材料。迄今為止，科學家們已經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，容易對正常細胞及組織造成傷害，引起嚴重的副作用；而且腫瘤會在化療后“進化”出耐藥性，使化療效果降低甚至消失。將化療藥物用聚合物、脂質體等載體進行負載能解決這些問題。近期，研究人員發(fā)現(xiàn)，聚合物除了能對藥物進行負載和遞送外，其中一些聚合物本身也具備一定的抗腫瘤性能，但是目前并沒有關于構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，在抗腫瘤領域也有較大的潛力。與正常細胞相比，腫瘤外層…