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技术方向

动态共价与玻璃体 最新动态

动态共价化学的一切:可逆交换反应、共价自适应网络、vitrimer 的拓扑冻结与再加工,以及它们在可回收与自修复材料里的用法。

34 条精选近 30 天 34 条共收录 39 条

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精选归档 · 第 2 页

10月10日周六第 21–34 条
  1. Macromolecules62

    部分 vitrimer 硅橡胶网络在大应变下的黏弹性与应力辅助键交换

    研究报道了一种基于 polymethylvinylsiloxane(PMVS)的硅橡胶体系,同时引入动态硼酸酯键与静态共价交联,可调组成下断裂伸长率超过 1200%,并具有更高的拉伸强度和大应变下改善的弹性回复。

    推荐理由:原文给出部分 vitrimer 硅橡胶中静态与动态交联的协同机制,并用量化本构模型区分两者对黏弹性的贡献。

  2. Small67

    有机反阳离子结合螺硼酸酯化学快速合成单晶螺旋共价聚合物

    研究用软有机反阳离子配合动态螺硼酸酯化学,快速合成氢键单晶螺旋共价聚合物(HCP),聚合时间较含碱金属阳离子的类似体系明显缩短。由 pKa 4.63 至 10.71 的胺或吡啶制备的 HCP 经单晶 X 射线衍射显示,其氢键螺旋骨架相近,并与邻近有机反阳离子关联;反阳离子酸性显著影响聚合动力学与螺旋结构。

    推荐理由:原文给出有机反阳离子酸性调控螺旋共价聚合物聚合动力学与结构的对应关系,并附单晶 XRD 与质子电导数据。

  3. Advanced Materials62

    可降解动态自适应构建体用于气管瘘的时空匹配修复

    研究报道了一种完全可生物降解、无细胞、即取即用的治疗构建体,通过在不同空间分层中整合响应时间尺度不同的动态共价与非共价相互作用,实现与愈合过程时空匹配的修复。在兔模型中,该构建体实现即时气密封堵与通气恢复,存活率由0%提升至100%,并促进具纤毛上皮的类天然气管再生;在头对头比较中,其功能性上皮重建优于临床皮瓣修复与组织工程移植物修复。在山羊模型中,该构建体在人尺度生理条件下维持了气道通畅。

    推荐理由:该构建体用不同响应时间尺度的动态共价与非共价作用分层设计,读者可了解其如何匹配气管瘘修复的阶段性需求。

10月8日周四
  1. Nature Communications78

    利用动态共价化学的热力学不对称实现水凝胶合成后重构

    研究提出在动态共价化学中引入热力学不对称,使网络定义键在材料成型后被替换而非仅发生键交换。在腙与肟的组合中,作者在水相条件下实现接近定量的腙到肟交换,动力学模型显示该交换由水解路径主导并具有非平凡的浓度依赖。用功能性烷氧基胺处理预成型的腙水凝胶,可在不破坏网络的前提下实现拓扑、力学与功能的重编程。

    推荐理由:原文给出腙与肟之间的热力学不对称交换路径及动力学模型,读者可据此判断水凝胶合成后重构的可行条件。

  2. Small72

    聚二硫键液晶弹性体实现光热双编程的形变与驱动

    研究团队以1,2-二硫戊环封端液晶低聚物、再经开环聚合交联,制得聚二硫键基液晶弹性体(PDS-LCE)。该材料兼具热响应与光响应,热编程可在大面积上获得均匀取向,光编程提供高空间分辨率的远程非接触图案化,两者协同可得到单一刺激难以实现的多级可重构结构。动态聚二硫键网络还赋予材料自修复与闭环回收能力,并演示了自持振荡与光引导定向运动等软体机器人功能。

    推荐理由:原文给出光编程与热编程互补的取向控制思路,并说明聚二硫键网络带来的自修复与闭环回收。

10月7日周三
  1. Advanced Materials82

    超支化胶粘剂实现 120°C 热压全可再加工工程木复合材料

    研究设计了一种含亚胺键与氢键互补网络的超支化胶粘剂,与木颗粒在 120°C 热压制备出复合材料 WP/HTP。该材料经三次再加工后力学性能保持 100%,再加工后断裂模量(MOR)为 89 MPa、弹性模量(MOE)为 5.2 GPa,而现有商用工程木复合材料回收率通常为 3%–18%、MOR 为 1–5 MPa、MOE 为 0.1–0.8 GPa。

    推荐理由:原文给出超支化胶粘剂在 120°C 热压下的再加工循环数据,可据此判断可回收工程木复合材料的强度区间。

  2. Journal of the American Chemical Society65

    利用异构体纯 Diels–Alder 动力学对动态共价网络进行动力学编程

    研究提出通过异构体纯的 endo- 与 exo-Diels–Alder(DA)非对映异构体的选择性环化逆反应动力学,对共价交联网络进行动力学编程。结合动力学实验与 DFT 计算,作者在 70 °C 找到可实现顺序、温度选择性环化逆反应的选择性窗口,并用 DSC 与 HR-MAS NMR 确认这些热不稳定基元进入本体高分子网络后仍保持分子级动力学选择性。

    推荐理由:原文把 endo/exo-Diels–Alder 异构体的环化逆反应动力学差异转化为网络的分步降解,可迁移到多材料微加工设计。

  3. Journal of the American Chemical Society62

    仿微管异源二聚组装:融合超分子与机械互锁 [an]daisy chain 的杂化高分子网络

    研究报道了一种仿生异源二聚 A2BB′ 组装策略,基于分子 [an]daisy chain([an]DC)构建出融合超分子与机械互锁结构的杂化高分子网络 DCHPN。

    推荐理由:原文提出以异源二聚 A2BB′ 组装把超分子与机械互锁 [an]daisy chain 结合,读者可了解这类杂化网络的动态调控思路。

  4. Nature Communications62

    动态释气框架实现氢气胃肠道递送

    研究团队开发了用于胃肠道递送氢气的动态释气框架(GRFs),其储氢量比富氢水(HRW)高 20,000 倍,可在酸性胃液中避免突释,并在肠道内实现持续、靶向炎症部位的 H2 释放。

    推荐理由:原文给出储氢量、酸性胃液中的释放行为与硼的粪便排出路径,读者可据此判断这类动态框架的递送与安全性设计。

  5. Small62

    基于腰果酚聚氨酯丙烯酸酯的动态共价4D打印材料

    研究提出一种整合动态共价键与可聚合碳碳双键的分子设计策略,用于4D打印。以含动态受阻脲键的可编程腰果酚基聚氨酯丙烯酸酯为体系,可快速成网获得高强度,同时可聚合双键缓解应力,兼顾刚度、韧性与自修复。该体系通过数字光处理实现复杂结构打印,在刺激下表现出形状记忆、热致变色与信息加密功能;可逆脲键使其可温和化学降解并闭环回收原料,回收树脂保持可打印性与功能,材料还具备明显的光热转换性能。

    推荐理由:原文给出动态受阻脲键与可聚合双键协同的分子设计,读者可据此了解4D打印材料兼顾强度、韧性与回收的思路。

10月4日周日
  1. Journal of the American Chemical Society67

    [1]轮烷机械翻转使聚合物网络增韧

    研究报道了两种冠醚基[1]轮烷的力化学行为及其作为交联剂对本体力学性能的影响。两种[1]轮烷具有相同的互锁结构,仅大环位阻导致的翻转能垒不同:DB24C8基[1]轮烷翻转所需能量输入显著更高,而B24C8基[1]轮烷在氢键被破坏后可自由翻转,该结论由溶液相研究和DFT计算确认。

    推荐理由:原文对比两种翻转能垒不同的[1]轮烷交联网络,给出韧性三倍、拉伸性两倍的量化差异,可据此判断分子翻转耗能与宏观力学的关系。

  2. Angewandte Chemie International Edition62

    季铵苯铵四嗪的 click-to-release 反应实现多功能生物分子骨架级联组装

    研究将经典释放型四嗪的氨基甲酸酯连接换成苯铵离去基,使 click 后互变异构加速并时间同步,生成的中间体可快速、高收率捕获硫醇。进一步在四嗪中心引入正交叠氮后,可一锅多组分反应组合合成密集官能化结构,把四嗪/TCO 对按需转化为三元骨架,并接入荧光团、螯合剂、可裂解药物、蛋白质和寡核苷酸等。

    推荐理由:原文用苯铵离去基替代氨基甲酸酯连接,把 tetrazine/TCO 的释放反应与叠氮正交反应串成一锅多组分组装。

10月3日周六
  1. ACS Macro Letters62

    动态共价 Lewis 酸碱对接枝实现线性到瓶刷高分子的自发组装与自适应弹性体

    研究用 Lewis 酸封端的 PDMS 低聚物与聚合物 Lewis 碱 P4VP 简单混合,通过定向配位键驱动接枝结构自发组装,PDMS 低聚物高效接枝到 P4VP 主链上。11B 和 1H NMR 显示该过程处于动态共价平衡且动力学快速。加入双官能硼酸酯交联剂后,动态接枝聚合物形成可拉伸弹性体网络,可热再加工并具备自主自修复能力。

    推荐理由:用 Lewis 酸碱对配位键让 PDMS 低聚物自发接枝到 P4VP 主链,为瓶刷高分子提供了一条无需稳定共价骨架的组装路线。

10月1日周四
  1. ACS Macro Letters68

    热变性与动态共价化学协同制备高强度可回收蛋白质塑料

    研究用动态乙烯基氨酯(VU)交联牛血清白蛋白(BSA),并结合 80 °C 热变性,制得拉伸强度最高 35 MPa 的可化学回收生物塑料。热变性使 BSA 由 α-螺旋转变为更疏水的 β-折叠富集结构,降低吸水率,从而稳定易水解的 VU 交联键。该蛋白质网络可在酸性水中化学回收,实现 BSA 与交联剂的同时回收。

    推荐理由:原文给出热变性温度与交联结构如何共同提升蛋白质塑料强度和水解稳定性的对应关系,可据此判断这类可回收生物基塑料的设计思路。