來源:光明日報
2024-11-14 08:52:11
原標題:聚合物實現在線精準合成
來源:光明日報
原標題:聚合物實現在線精準合成
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本報北京11月13日電 記者晉浩天獲悉,北京大學郭雪峰教授、山東大學李延偉教授和北京大學莫凡洋教授等聯合研究團隊,通過在芯片上對開環易位聚合反應的在線調控,實現了單個聚合物的精準合成,有望為聚合物材料精準制造與有機合成領域帶來革命性進展。相關成果近日以《在芯片上全面調控烯烴復分解反應以實現精準制造》為題,在線發表于國際學術期刊《自然·納米技術》。
聚合物是由許多重復單元組成的高分子材料,廣泛應用于塑料、橡膠、涂料和纖維等領域,高強度、耐熱性和電絕緣性等是其應用價值所在。由于廣泛的應用潛力,聚合物的精準合成在材料科學和有機合成領域愈發重要。
郭雪峰表示:“可以將聚合物想象成一條鏈子,聚合物上的單體就像鏈子上的一個環,而聚合度則是鏈子上環的數量。環的數量越多,鏈子就越長,聚合物的性質也會隨之變化,但由于聚合過程并非完全可控,每條鏈的環數不盡相同。因此,要精確合成具有固定聚合度的聚合物,是一項非常重要且困難的任務。”
“這項研究的突破在于,我們可以根據所需‘量身定做’每個聚合鏈。”郭雪峰介紹,團隊通過監測每個環連接入長鏈的電學信號,發現電場可以控制聚合的開啟和停止,“因此,環的種類、環的數量均可以通過電場來精確控制。在聚合的控制過程中,電場就像一個指揮官,嚴格把控每一個環節,指揮聚合單體像士兵一樣,依照特定方式排兵布陣。最終,我們成功精確合成了所需聚合物,未來有望挑戰傳統教科書中‘聚合物是混合物而非純凈物’的觀念。”
“預計這些成果將在材料科學、醫藥、環境保護以及工業生產等多個領域產生深遠影響。例如,在醫藥領域,能夠精準合成的聚合物將推動新型藥物研發;在環保方面,優化的聚合過程可以制造出更環保的材料,從而減少對環境的影響。”郭雪峰說。
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