检索结果-内蒙古大学图书馆

高分子学报 2023年第10期54卷 1521-1532页

作者：莫依天刘衣铭王晓鸽童瑜洁魏瑶马玉国北京分子科学国家实验室、北京大学高分子化学与物理教育部重点实验室、软物质科学与工程中心、化学与分子工程学院北京100871

制备基于锌卟啉共价有机框架(COFs)和共轭微孔聚合物(CMPs)的异相光催化剂用于催化光诱导电子转移可逆加成-断裂链转移(PET-RAFT)聚合.这些光催化剂可以高效地将电子转移到链转移剂制备得到具有窄分子量分布(<1.20)和高链端保真度的... 详细信息

制备基于锌卟啉共价有机框架(COFs)和共轭微孔聚合物(CMPs)的异相光催化剂用于催化光诱导电子转移可逆加成-断裂链转移(PET-RAFT)聚合.这些光催化剂可以高效地将电子转移到链转移剂制备得到具有窄分子量分布(<1.20)和高链端保真度的聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酯,聚合速率高于具有相似构建单元的卟啉或镍卟啉光催化体系.同时,对于锌卟啉COF和CMP材料,不同堆积模式和共轭程度影响了光催化剂的结构和光物理性质.比较两者的结构性质和催化性能,说明了在光控聚合中选择高效催化性质的构建单元是催化剂设计的关键要素.此外,相比于COF,CMP光催化剂具有更高的化学稳定性,可以被有效分离并循环使用.这项工作阐明了多孔有机聚合物在光控聚合中的设计要素,为实现异相的光聚合提供重要借鉴.

关键词：共价有机框架共轭微孔聚合物异相光催化剂光诱导电子转移可逆加成-断裂链转移聚合

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机器学习辅助高分子合成研究进展

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科学通报 2025年第4期70卷 471-480页

作者：张泽熙蔡展翔张文彬吕华陈茂聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系上海200433 北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院北京100871

聚合物为人类社会生活发展提供了不可或缺的物质基础.在研发聚合物材料的过程中,庞大的结构空间、复杂的聚合机制为建立聚合物材料的构效关系带来重大挑战.机器学习有望突破高分子合成研究的传统范式,推进新型聚合物材料的化学创制,近... 详细信息

聚合物为人类社会生活发展提供了不可或缺的物质基础.在研发聚合物材料的过程中,庞大的结构空间、复杂的聚合机制为建立聚合物材料的构效关系带来重大挑战.机器学习有望突破高分子合成研究的传统范式,推进新型聚合物材料的化学创制,近年来成为了高分子化学家关注的前沿领域.机器学习技术实现了反应条件、化学结构、材料性能之间潜在关联的发掘,提高了对聚合反应空间的研究效率,为反应条件优化、链结构设计提供了系统性指导.数据驱动的生物大分子结构解析是多领域关注的焦点,机器学习助力实现了蛋白质结构预测的跨越式进步,迈入了生物大分子研究的新阶段.在此基础上,结合自动化技术,发展数智化合成,进一步降低试错成本,加速聚合物材料研发,推动理论知识发展.本文对机器学习在预测聚合物性能、设计聚合物结构与合成条件、生物大分子研究中取得的重要进展进行简要介绍与讨论.目前,机器学习辅助的高分子合成研究仍面临聚合物结构表示方法有限、高质量数据稀缺、自动化技术落地合成生产困难等挑战,亟须加大研究投入,深入开展跨学科研究,发展人工智能赋能的高分子合成,推动高端材料创新.

关键词：高分子合成机器学习人工智能聚合物生物大分子

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柱状侧链高分子体系的结构、黏弹性及功能应用

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高分子学报 2023年第10期54卷 1468-1485页

作者：范祎宁杨子凡吴佳慧赵凌夏玮张龙龙王婕陈季俞孙铭鹤栗佳骅杨爽陈尔强北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院

近年来，具有柱状结构的侧链高分子体系，如瓶刷状聚合物等，因其特殊的超软、超弹性、快速应变硬化等有趣的黏弹性而受到学术界高度重视.本综述对相关研究进展做了一些梳理和总结.主要介绍了瓶刷链、树枝化聚合物、甲壳型液晶高分子等... 详细信息

近年来，具有柱状结构的侧链高分子体系，如瓶刷状聚合物等，因其特殊的超软、超弹性、快速应变硬化等有趣的黏弹性而受到学术界高度重视.本综述对相关研究进展做了一些梳理和总结.主要介绍了瓶刷链、树枝化聚合物、甲壳型液晶高分子等几类经典的以“单链超分子柱”为特征的侧链高分子的结构和线性黏弹性，并以楔形侧链高分子为例介绍了“多链超分子柱”的性质.在简述柱状侧链高分子体系功能应用方面的探索之后，也扼要讨论了研究中存在的问题与挑战.虽然目前柱状侧链高分子的缠结及微相分离带来的复杂松弛行为的物理机制还不十分明晰，但对于这类高分子的深入研究无疑将为新型黏弹材料的设计和制造提供新的思路和坚实的理论基础.

关键词：侧链高分子柱状结构黏弹性缠结逐次松弛

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氢键构筑的甲壳型液晶高分子的设计合成和自组装

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高分子学报 2023年第10期54卷 1555-1567页

作者：刘赟杨世楚沈志豪范星河周其凤北京分子科学国家研究中心、高分子化学与物理教育部重点实验室、北京大学软物质科学与工程中心、化学与分子工程学院北京100871

通过引入氢键的方法,以聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP)为氢键受体、含羧基的小分子为氢键给体,构筑了一类新结构的超分子甲壳型液晶高分子(MJLCP).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、广角X射线散射等表征手段证明了氢键的形成,并系统研究了小分子的化... 详细信息

通过引入氢键的方法,以聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP)为氢键受体、含羧基的小分子为氢键给体,构筑了一类新结构的超分子甲壳型液晶高分子(MJLCP).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、广角X射线散射等表征手段证明了氢键的形成,并系统研究了小分子的化学结构对超分子型MJLCPs液晶相行为的影响.结果表明,由于结构中只含1个(8MP)和3个苯环(4TP、6TP)且烷基尾链较短的氢键给体小分子在与P4VP复合时的“甲壳”效应较弱,P4VP(4TP)_(x)、P4VP(6TP)_(x)和P4VP(8MP)_(x)3类复合物在复合比例_(x)=1.0时仍处于无序状态.而尺寸更大的小分子氢键复合物P4VP(8TP)_(x)、P4VP(10TP)_(x)、P4VP(12MP)_(x)和P4VP(16MP)_(x)则随着复合比例的增加可以出现从无定形态向近晶(Sm)相结构的转变,并且随着烷基尾链长度和小分子刚性的增加,出现液晶相的最低复合比例逐渐减小.对于P4VP(12TP)_(x)这类氢键给体分子刚性较强且具有长烷基尾链的复合物,P4VP链在更高的复合比例下,为了容纳更多的小分子,还发生了从Sm相到六方柱状(Colh)相的结构转变.然而,氢键给体分子过大会阻碍氢键的形成,P4VP(8PP)_(x)在复合比例很低时出现了宏观相分离现象.氢键的引入大大简化了MJLCPs的构筑方法,通过对小分子化学结构和复合比例的控制可以实现对液晶相结构的灵活调控,为具有复杂结构的MJLCPs的分子设计提供了新的思路.

关键词：甲壳型液晶高分子氢键超分子液晶自组装

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智能物质的创制与应用

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科学通报 2024年第26期69卷 3914-3924页

作者：蒋冯逸邵宇张文彬北京大学化学与分子工程学院软物质科学与工程中心高分子化学与物理教育部重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871 北京智源人工智能研究院北京100084

人工智能的崛起正深刻地影响着我们的社会,也催生出智能物质这一新兴的交叉研究领域.智能物质是由分子组装而成的复杂物质体系,包含传感、存储和驱动基元及其之间的相互作用网络.复杂相互作用导致“涌现”现象的产生,使智能物质能够胜... 详细信息

人工智能的崛起正深刻地影响着我们的社会,也催生出智能物质这一新兴的交叉研究领域.智能物质是由分子组装而成的复杂物质体系,包含传感、存储和驱动基元及其之间的相互作用网络.复杂相互作用导致“涌现”现象的产生,使智能物质能够胜任特定的功能,并可实现自主的学习、适应和进化.目前,智能物质的创制主要有“自下而上”和“自上而下”两种策略,前者通过设计分子基元及其相互作用,构造全新的智能体系;后者通过改造生命体等已有体系,赋予全新的功能角色.智能物质具有独特的应用场景,本文以柔性器件与软体机器人、生物医学应用为例,阐述了智能物质的优势和广阔前景.智能物质的研究是物质科学的机遇与挑战,也是人工智能领域的新方向.

关键词：智能物质分子组装相互作用网络涌现合成生物学软体机器人

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空间位阻对氢键构筑的嵌段共聚物微相分离结构的影响

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高分子学报 2023年第11期54卷 1681-1696页

作者：陈凯锋刘赟沈志豪范星河原小涛北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 北京分子科学国家研究中心、高分子化学与物理教育部重点实验室、北京大学软物质科学与工程中心、化学与分子工程学院北京100871

基于氢键构筑的嵌段共聚物已有广泛的研究,但关于空间位阻对这类体系微相分离结构影响的相关报道仍较少.通过选用分子量和体积分数相近的聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)和聚苯乙烯-b-聚(2-乙烯基吡啶)(PS-b-P2VP)2种含吡啶基... 详细信息

基于氢键构筑的嵌段共聚物已有广泛的研究,但关于空间位阻对这类体系微相分离结构影响的相关报道仍较少.通过选用分子量和体积分数相近的聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)和聚苯乙烯-b-聚(2-乙烯基吡啶)(PS-b-P2VP)2种含吡啶基团的嵌段共聚物,与合成的羧酸小分子Ben通过氢键构筑超分子型嵌段共聚物PS-b-P4VP(Ben)x和PS-b-P2VP(Ben)x,其中x为氢键给体Ben与氢键受体P4VP或P2VP的摩尔比.通过对复合比例x的调控,有效地控制了氢键复合物的微相分离结构.首先利用傅里叶红外光谱(FTIR)对复合物进行表征,确认了氢键的形成.随后利用示差扫描量热(DSC)和广角X射线散射(WAXS)技术研究了氢键复合物的相行为,发现超分子链段的玻璃化温度基本上随复合比例的增大而降低,而超分子链段P4VP(Ben)x和P2VP(Ben)x均没有液晶性.最后利用小角X射线散射(SAXS)技术对2种氢键复合物的微相分离结构进行探究,并通过绘制相图总结氢键所在位置不用导致的位阻差异对氢键复合物自组装结构的影响.这一工作为有效调控超分子型嵌段共聚物的微相分离结构提供了参考.

关键词：氢键甲壳型聚合物嵌段共聚物空间位阻微相分离

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异构化驱动的不可逆开环聚合助力塑料可持续发展

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高分子学报 2022年第6期53卷 561-563页

作者：吕华北京分子科学国家研究中心北京大学化学与分子工程学院高分子化学与物理教育部重点实验室北京大学软物质科学与工程中心北京100871

传统石油基塑料难以降解,带来了严峻的环境污染,已成为全球性的社会热点问题.近期洪缪课题组通过巧妙的单体设计与催化系统开发,创新性地发展了一种异构化驱动不可逆开环聚合的新策略,实现了非张力环单体在工业条件下的高效聚合,为将“... 详细信息

传统石油基塑料难以降解,带来了严峻的环境污染,已成为全球性的社会热点问题.近期洪缪课题组通过巧妙的单体设计与催化系统开发,创新性地发展了一种异构化驱动不可逆开环聚合的新策略,实现了非张力环单体在工业条件下的高效聚合,为将“挑战性”五元环内酯高产率转化成性能优越的可持续性含硫高分子材料提供了新途径.

关键词：异构化反应非张力环开环聚合聚硫酯可持续性高分子

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DNA纳米机器:梦想照进现实

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高分子学报 2021年第4期52卷 335-338,I0001页

作者：张文彬北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院北京100871

可进体内治病救人的纳米机器人一直是人们梦寐以求的未来科技和医疗手段.最近,国家纳米科学中心的丁宝全、聂广军等在这个方向取得了重要的突破,成功开发了基于DNA纳米机器的癌症免疫治疗疫苗.他们首先利用DNA折纸术构筑了一个可精确负... 详细信息

可进体内治病救人的纳米机器人一直是人们梦寐以求的未来科技和医疗手段.最近,国家纳米科学中心的丁宝全、聂广军等在这个方向取得了重要的突破,成功开发了基于DNA纳米机器的癌症免疫治疗疫苗.他们首先利用DNA折纸术构筑了一个可精确负载抗原和佐剂的管状结构,通过皮下注射递送至淋巴结,经由内吞在树突细胞内涵体内发生pH响应性的锁链打开,暴露抗原和佐剂,从而激活树突细胞,产生抗原特异性的T细胞,有效杀伤肿瘤细胞.该疫苗不仅可以有效抑制肿瘤的生长和复发,还诱导特异性记忆效应,可持续产生特异性的保护.这提供了一个精准递送分子药物的平台,让人看到成功发展纳米机器人的曙光,有望给医学和医疗保健带来重要变革.

关键词： DNA折纸术分子机器可控递送癌症疫苗免疫疗法

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非偏振光诱导含聚二甲基硅氧烷的偶氮苯液晶嵌段共聚物薄膜微相分离结构的垂直取向

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高分子学报 2021年第12期52卷 1611-1621,I0004页

作者：李玉洁罗龙飞沈志豪范星河郑世军郑州大学材料科学与工程学院郑州450001 北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室北京大学软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院北京100871

通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了聚二甲基硅氧烷-嵌段-聚(11-(4-(4'-氰基偶氮苯)苯氧基)十一烷基丙烯酸酯)(PDMS-b-PAz)的二嵌段共聚物,其中PDMS的体积分数是27%.利用原子力显微镜和掠入射小角X射线散射等表征手段研究了不同厚... 详细信息

通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了聚二甲基硅氧烷-嵌段-聚(11-(4-(4'-氰基偶氮苯)苯氧基)十一烷基丙烯酸酯)(PDMS-b-PAz)的二嵌段共聚物,其中PDMS的体积分数是27%.利用原子力显微镜和掠入射小角X射线散射等表征手段研究了不同厚度的薄膜分别在热退火和非偏振光取向后的组装形貌.结果显示:热退火时,当膜厚较低时,形成的是面内无序排列的柱状结构;而当膜厚增加到319 nm时,形成的是面内排列与垂直于基底排列共存的杂化结构,即使当膜厚增加至406 nm时,这种杂化结构仍然保持.而采用非偏振光取向时,即使对于厚度仅为55 nm的薄膜就能获得垂直于基底排列的微相分离结构,且当膜厚增加至406 nm时,这种结构仍然得到保持.这是首次利用非偏振光诱导含PDMS的嵌段共聚物薄膜取向得到PDMS纳米柱垂直于基底的排列,这一取向方法将有助于推动含PDMS的嵌段共聚物薄膜在纳米模板等领域中的应用.

关键词：嵌段共聚物偶氮苯液晶高分子聚二甲基硅氧烷非偏振光取向

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偶氮苯液晶嵌段共聚物薄膜自组装和光响应性研究进展

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应用化学 2021年第10期38卷 1238-1254页

作者：罗龙飞李玉洁沈志豪郑世军范星河北京分子科学国家研究中心高分子化学与物理教育部重点实验室北京大学软物质科学与工程中心北京大学化学与分子工程学院北京100871 郑州大学材料科学与工程学院郑州450000

偶氮苯液晶嵌段共聚物(LCBCP)是指分子中含有偶氮苯液晶高分子的一类嵌段共聚物(BCP)。偶氮苯LCBCP因结合了BCP微相分离的特性、液晶高分子的液晶相结构以及偶氮苯基元的光响应性,在纳米技术、信息存储以及光子学等领域备受研究者的关... 详细信息

偶氮苯液晶嵌段共聚物(LCBCP)是指分子中含有偶氮苯液晶高分子的一类嵌段共聚物(BCP)。偶氮苯LCBCP因结合了BCP微相分离的特性、液晶高分子的液晶相结构以及偶氮苯基元的光响应性,在纳米技术、信息存储以及光子学等领域备受研究者的关注。本文概述了近年来偶氮苯LCBCP薄膜自组装及光响应性的研究进展,阐述了排除体积效应和聚合物的表面偏析原理及其对偶氮苯LCBCP薄膜组装结构的影响,介绍了不同光源类型,包括线偏振光、紫外光以及非偏振光,对偶氮苯LCBCP薄膜组装结构的光调控,并简要介绍了偶氮苯LCBCP薄膜的功能化应用。此外,本文还讨论了现阶段偶氮苯LCBCP薄膜自组装研究方面的挑战,并对未来的研究前景进行了展望。

关键词：偶氮苯液晶高分子光响应性嵌段共聚物薄膜自组装排除体积效应表面偏析功能化应用

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