摘要：以丝氨醇、4-碘苯甲酰氯和氯甲酸乙酯为原料,通过酰胺化和分子内关环两步反应合成了一种新型的碘代环碳酸酯功能单体--4-碘-N-(2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)苯甲酰胺(IBTMC).以异戊醇为引发剂,1,5,7-三叠氮双环(4. 4. 0)癸-5-烯(TBD)为催化剂,使IBTMC与三亚甲基碳酸酯(TMC)进行开环共聚,合成了一系列具有X射线不透过性的碘代聚碳酸酯材料,并采用核磁共振氢谱(~1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)和X射线计算机断层成像系统(Micro-CT)表征了其化学结构与组成、分子量与分子量分布、热力学性能及X射线不透过性.研究结果表明,本文合成的碘代聚碳酸酯具有较窄的分子量分布、良好的热稳定性及可调的X射线不透过性.小鼠体内埋置实验结果表明,碘代聚碳酸酯具备体内X射线成像的能力.

摘要：响应性高分子是智能高分子的重要组成部分,其可以感应外部刺激、通过改变高分子结构实现对高分子功能的精确调控.气体作为一种不同于常规物理或化学信号的“绿色”刺激方式,用于对高分子自组装过程的调控具有重要意义.然而,由于气体分子通常缺乏可控反应位点且调控过程难以量化控制,目前这一刺激-调控方式的发展相对缓慢.面对上述挑战,本文系统介绍了“气敏高分子”与“气筑高分子”两类新型气体调控的高分子组装系统.结合本课题组工作,总结了以生命体三大气体信号分子——硫化氢(H_(2)S)、一氧化碳(CO)和一氧化氮(NO)为刺激源,面向气敏高分子的设计与可控组装方面的研究进展;以及通过气体动态化学,以二氧化碳(CO_(2))等气体为连接单元,面向气筑高分子的结构设计、动态自组装及其功能应用方面的研究工作.

摘要：通过嵌段共聚物自组装形成"桥连"是制备具有优异力学性能的网络结构的有效途径,具有重要的应用价值.但是,过去的研究工作很少讨论"桥连"对嵌段共聚物自组装行为本身的影响.该研究评论主要总结了最近几年利用"桥连"对嵌段自组装行为进行调控的工作进展.作者设计了BABCB三组分线性多嵌段共聚物,当其自组装形成二元"介观晶体"(球、柱)结构时,中间B嵌段连接A和C相区(嵌段聚集成的"大原子"),自然地形成桥连;减小中间桥连B嵌段的相对长度,就可以增加其拉伸程度,从而降低介观晶体的配位数;另外,两个末端B嵌段的相对长度可以直接调控A和C"大原子"之间的相对配位数.基于这两个机理,自洽场理论计算预测了各种配位数相等和不相等的二元介观晶体结构.进一步,将"拉伸桥连"概念拓展到AB型嵌段共聚物体系中,并且通过多臂星型嵌段共聚物分子结构中的"组合构型熵效应"在AB型嵌段共聚物中形成高比率的桥连构型,使传统的六角柱状结构转变为了四配位的四方柱状和三配位的石墨烯类柱状结构.未来,在ABC三组分嵌段共聚物体系的设计中引入拓扑结构以及使用共混等方法,有望在介观尺度重铸大多数已知的原子/离子二元晶体结构,甚至超越原子/离子晶体结构.

摘要：我们运用高分子自洽场理论方法,结合"masking"技术,研究了高分子共混刷接枝到无限长圆柱表面上的微相分离行为.理论预言了柱面上高分子共混刷的两种典型相分离形态:平行条纹相和环状相.我们考察了圆柱半径、接枝密度以及相互作用参数对二者的影响,给出了体系在不同参数下相分离形态的相图,并且从相分离程度的角度对平行条纹相和环状相之间的转变作了解释.我们还研究了平行条纹相相区数目以及环状相交替周期随圆柱半径的变化.理论所预言的平行条纹相和环状相的存在以及体系参数对其稳定性的影响将有助于实验上合理设计、制备这类新颖的高分子刷材料.

摘要：光作为一种清洁且安全可控的刺激响应信号,具有非接触性、灵敏度高及可远程精准操控等优点.近年来,具有光刺激响应性质的聚集诱导发光(AIE)材料取得了飞速的发展,其发光性质可以通过光刺激来精确调控,在生物成像、防伪、光图案化和光学传感等领域展现出了极大的应用前景.为了促进人们对光刺激响应型AIE材料的理解,并推动相关领域的发展,同时也因为缺少其在内在机理方面的系统性综述,在此,系统总结了近些年来光刺激响应型AIE材料的研究进展.依据光刺激响应的内在机理(光化学和光物理),介绍了近些年来光刺激响应型AIE材料的设计、性质调控以及应用实例,并对该领域存在的挑战和未来发展方向进行了展望,期望能对该领域未来的发展提供有益的指导.

摘要：聚(2,2'-二磺酰基-4,4'-联苯胺对苯二甲酰胺)(PBDT)是一种主链型液晶聚电解质,其具有全芳香分子结构单元、超高的磺酸根密度以及可以形成分子内和分子间氢键网络的酰胺基团.本文介绍了PBDT在水溶液中表现出的一系列特殊性质,包括自组装成双螺旋构象、溶致向列液晶相、微米级超长持续长度以及沿聚合物链的各向异性离子传输.指出通过PBDT分子链的多尺度分子构象以及其选择性的离子传输特性,可以设计出具有各种功能的复合材料,例如PBDT基水凝胶、离子凝胶以及纳米复合材料.分析表明PBDT中高度取向的刚性棒状结构以及各向异性的反离子快速传输机制,不仅实现了PBDT在固态电解质和锂电池电极黏结剂等领域的潜在应用,同时也预示着与PBDT有类似性质的刚性棒状聚电解质材料的开发在能源储存与转化领域以及其他相关应用方向的潜在应用价值.

摘要：以纤维锂离子电池为代表的纤维储能电池凭借其独特的一维结构,在物联网、可穿戴技术等新兴领域发挥着重要作用.然而,这类纤维储能电池在面向实际应用的过程中存在高效制备和性能匹配等难题尚未解决,最终无法实现由科学理论向实际应用的过渡.本文结合本课题组近期工作,总结了柔性纤维储能电池方面的研究进展.结合纤维锂离子电池的电化学性能、力学性能以及使用耐受性,首先讨论并归纳了纤维锂离子电池的连续化制备方法;进一步,总结了基于连续化制备的纤维锂离子电池所构建的储能织物以及与可穿戴设备集成等方面的应用,重点聚焦于其在大数据云健康、未来通讯、生物医学等领域的应用场景;最后,总结了柔性纤维储能电池的发展现状并展望了该研究领域的未来发展方向.

摘要：同步辐射红外显微光谱技术凭借其超高亮度和高空间分辨率的优势,已经在多学科领域中取得了大量的研究成果。特别是在生物医学领域,同步辐射红外显微光谱可以对无染色、无标记的生物样品进行无损检测并可获得生物分子的大量结构信息,因此得到广泛应用。随着同步辐射红外显微光谱技术的发展,生物化学家和光谱学家已经将研究的重点从组织层次的红外光谱成像(组织红外光谱成像)扩展到细胞层次的红外光谱成像(细胞红外光谱成像),并在近十年的研究中取得了大量的研究成果,但同时也暴露出一些问题,例如(1)细胞或介质中的水在红外光谱酰胺Ⅰ谱带具有很强的吸收;(2)不平整的细胞表面会导致红外光谱中产生Mie散射;(3)细胞红外光谱的复杂性和不确定性会影响数据分析的有效性和准确性。另一方面,生化学家和光谱学家也为解决这些问题采取了许多有用的策略。因此,本综述首先从样品制备、实验设计以及数据分析等方面对最近十年来细胞同步辐射红外光谱成像技术取得的成果进行了总结,随后介绍了目前细胞红外成像技术面临的问题以及解决策略。我们相信,通过多束同步辐射红外光与焦平面阵列(FPA)探测器的结合,同步辐射红外光谱成像技术在对细胞的结构和功能研究中以及其他领域不同材料的研究中都会逐步显示出独特的作用。

摘要：利用化学气相沉积和干法纺丝方法可以制备得到碳纳米管纤维,但受限于反应碳源较为单一,目前纤维的力学和电学性能还难以有效满足实际应用需求,如何实现高性能碳纳米管纤维的连续制备,仍是本领域一个重要挑战.本研究通过设计十氢萘/乙醇新型二元混合碳源,重点调控环烷烃/乙醇的组分比例,实现了高性能碳纳米管纤维的连续化制备,收集速率达到220 m/h.相比于已报道的由单一乙醇碳源制备的碳纳米管纤维,由混合碳源制备的碳纳米管纤维拉伸断裂强度(750 MPa)提升了1倍以上,力学性能在弯折百万次后仍保持稳定;电导率(4.8×10^(3) S/cm)提升4倍以上,可有效满足纤维储能器件应用需求,所构建的纤维状锂–二氧化碳电池显示良好电化学性能.

摘要：为应对传统化学黏合剂因环境污染和潜在健康风险所带来的挑战,本研究在成功制备一款天然桑蚕丝蛋白和单宁酸复合胶黏剂的同时,很好地解决了传统黏合剂在低温环境下无法工作或性能不佳等问题.通过在丝蛋白中引入与其有强相互作用的单宁酸,抑制了丝蛋白由无规卷曲构象向β-折叠构象的转变,进而保障了此复合胶黏剂的强黏附力.在优化丝蛋白与单宁酸复合物配比的基础上,选用乙二醇和水二元溶剂体系,不仅有效提升了此生物基胶黏剂溶解性能和对各种基体黏结的普适性,并且显著降低了其冻结点,赋予了其相应的抗冻性能.实验结果证实,此生物基胶黏剂在从-20℃到室温范围内均展现出超越传统商用化学黏合剂和其他生物基黏合剂的黏附能力.因此,所研发的抗冻型丝蛋白生物基胶黏剂,以其环保性、生物降解性及在低温条件下出色的黏结性能,在包装、生物医疗及环境保护等领域中具有很好的应用前景.