大数跨境
0
0

张立群院士、王秀芬教授团队 Small:动态聚合物网络的生长与自组装调控构建生物质超分子透明弹性体及绿色离子器件

张立群院士、王秀芬教授团队 Small:动态聚合物网络的生长与自组装调控构建生物质超分子透明弹性体及绿色离子器件 高分子科技
2024-07-31
0
导读:通过固相扩链调控PolyTA分子量、共聚单体调节所合成PolyTA共聚物性能新策略...
点击上方蓝字 一键订阅


延长聚合物材料的生命周期,制备具有内在可回收性的聚合物材料是当代材料科学的重要问题。理想的可持续聚合物应通过可再生资源高效、低能耗地制备。受生物体中细胞和蛋白质组装的启发,通过功能性分子的自组装开发超分子聚合物显示出巨大前景。硫辛酸(TA)是一类天然可再生的生物质分子,TA中动态二硫环和羧基使其能以自组装的方式构建绿色功能材料;通过TA的热开环(ROP)可以不使用溶剂且无副产物地制备PolyTA;然而,TA的聚合活性较差,许多情况下PolyTA的机械强度严重不足,迫切需要制备具有高韧性和高强度的PolyTA。将简单制造、可持续性、动态性、韧性和透明性在内的诸多特性融合到可再生原料中制备超分子材料受到巨大挑战。

近日,北京化工大学王秀芬教授、张立群院士团队受聚酯的固相缩聚启发,设计了一种通过固相扩链调控PolyTA分子量、通过共聚单体调节所合成PolyTA共聚物性能的新策略:通过TA和丙烯酸2-2-乙氧基乙氧基)乙酯(EEA)的热聚合合成了前体聚合物,然后通过可见光介导的固态扩链制备了高分子量Poly(TA-co-EEA) (PTEA) ;引入Al离子形成配位键和交联点进一步提高机械强度;使用EEA通过反向硫化防止PTEA解聚,稳定和软化PTEA;在扩链过程中,PTEA分子量增大并伴有氢键的组装,使得PTEA的柔性和韧性的增强。所合成的PTEA具有内在的自修复、可回收和可持续性,表现出优异的粘附性和介电性能,可应用于绿色离子器件;通过离子导电弹性体和介电弹性体组装了一种全生物基离子皮肤(BIS),这两种弹性体均由TA制备。所组装的离子皮肤可灵敏地检测如拉伸、弯曲、压缩和温度变化等外部刺激或监测人体运动。本研究为促进生物基弹性体和绿色电子器件的发展提供了一种新的分子设计方法和一类新的材料选择。

1 aPTEA的制备方案;(bTAEEAPTEA的分子结构;(cPTEA内部结构三种分子/相互作用;扩链不同时间PTEA的(d1H NMR光谱和(e)紫外光谱,插图:PTA-EEAPTEA的照片。

2不同Al离子浓度下PTEA的(a)应力-应变曲线,(b)断裂应变、断裂应力 (c) 韧性和杨氏模量;PTEA的(d连续循环加载-卸载曲线50%-300%)及e) 相应的耗散能和耗散;(fPTEA75%应变下100次连续循环的拉伸曲线及最大应力;(gPolyTAs共聚单体的分子结构及对应的共聚物性能;(hAl含量为2.5 mol%不同PolyTAs共聚物的屈服应力、杨氏模量和断裂应变;(i) 不同PolyTAs共聚物的玻璃化转变温度(Tg)。

相关研究成果以“Biomass and transparent supramolecular elastomers for green electronics enabled by the controlled growth and self-assembly of dynamic polymer networks” 为题发表在《Small上。

论文信息:

Biomass and Transparent Supramolecular Elastomers for Green Electronics Enabled by the Controlled Growth and Self-Assembly of Dynamic Polymer Networks

Zhaolin Wu, Xiufen Wang*, and Liqun Zhang*

Small 2024, 2404484

DOI: 10.1002/smll.202404484

https://doi.org/10.1002/smll.202404484


相关进展

蹇锡高/王玉忠/张立群/薛群基院士团队:高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究丨中国工程科学

北化薛佳佳教授/张立群院士团队诚聘生物医用材料方向专职博士后 - 材料学、化学、纳米科学、组织工程、机械工程、细胞生物学

张立群院士任西安交通大学校长

张立群院士、北化周伟东教授团队 JACS:可回收的高性能氟化聚酯固态电解质

RubberCon2023在英国召开 - 张立群院士被颁发Colwyn奖章并受邀作大会报告

北化大张立群教授荣获2021年英国IOM3学会 Colwyn Medal | 这是中国学者首次获得该奖项

川大吴锦荣团队/北化张立群、刘军团队《Mater. Horiz.》: 构建侧链互锁物理相互作用实现刷状聚合物在恶劣环境下的自修复

张立群院士任华南理工大学校长

张立群院士、郭宝春教授、吴思武副教授合作Macromolecules: 可重复挤出加工的非均相动态共价交联橡胶

“创新、低碳、环保、健康 - 首批全生物基可降解鞋研发成功” 发布活动在北化举办

张立群院士、郭宝春教授、吴思武副教授合作Macromolecules: 可重复挤出加工的非均相动态共价交联橡胶

北化大张立群教授/王朝教授团队《Prog. Polym. Sci.》综述:生物基聚酯的综述与展望

我国原创的 “官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶”通过科技成果鉴定

北化大张立群教授与华南理工郭宝春教授合作:基于动态共价键重排实现单轴拉伸诱导碳纳米管在交联弹性体中取向

北化大张立群教授主编的国家重点图书《橡胶纳米复合材料:基础与应用》正式出版

北京化工大学材料学院院长张立群:以社会重大需求为导向 坚持全链条协作和原始创新

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


【声明】内容源于网络
0
0
高分子科技
高分子科技®协同全球高分子产业门户及创新平台 “ 中国聚合物网 www.polymer.cn ” ,实时报道高分子科学前沿动态,关注和分享新材料、新工艺、新技术、新设备等一线科技创新设计、解决方案,促进产学研及市场一体化合作的共同发展。
内容 16581
粉丝 0
高分子科技 高分子科技®协同全球高分子产业门户及创新平台 “ 中国聚合物网 www.polymer.cn ” ,实时报道高分子科学前沿动态,关注和分享新材料、新工艺、新技术、新设备等一线科技创新设计、解决方案,促进产学研及市场一体化合作的共同发展。
总阅读294
粉丝0
内容16.6k