本文统计了高分子科学前沿 微信公众号在2017年第一季度阅读量排在前十位的学术论文。
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清华大学化学系危岩与吉岩领导的研究小组则将多功能聚合物发挥到了极致，他们设计出了一种智能响应性高分子材料，竟然有着六种（热、电、光、pH、金属离子与氧化还原剂）响应模式，而以往将三种响应性集合起来就已经是难上加难了，同时它兼具自修复、智能响应、形状记忆等多种功能，堪称“多功能材料之王”。
▲图a为材料的合成，图c为一定条件下，材料里存在的动态酯交换过程
原报道链接：六种响应模式！清华大学发明“多功能材料之王”
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曼彻斯特大学的科学家利用自组装的技术来对分子进行打结。利用该技术可使聚合物分子链在金属离子周围穿插交织在一起，并如针织一般在合适的位置形成交联，最后再利用化学催化剂使分子链的末端融合在一起形成一个闭合分子环，从而得到紧密的分子结。有8个交叉的分子结是目前为止科学家们能够编织出来的最为复杂的结状分子结构。
▲A三叶结的制备方法；B五叶结的制备示意图；C八叶结的制备示意图
原报道链接：Science:史上最强分子结，有望创造出新一代高分子材料
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北京理工大学王博教授课题组开发出一种对辊热压印方法，用于批量制备金属有机骨架配合物（MOF）基滤膜。这一方法具有通用性，适用于多种 MOF 材料（ZIF-8，ZIF-67，Ni-ZIF-8）和不同的基底（塑料网，玻璃纤维织物，金属网，无纺布，密胺海绵）。MOF 滤膜坚韧、工作温度范围宽（80~300°C），在室温和 200°C 下都具有优异的的颗粒物净化效率，有望用于工业除尘和发动机尾气净化。同时，室内试验表明，MOF 滤膜在保证良好的透光性和通透性的同时，能有效去除颗粒物，且使用寿命长、容易再生，因此有望用于室内空气净化。
▲对辊工艺制备MOF滤膜用于去除 PM 示意图
原报道链接：Adv.Mater：北理开发出MOF滤膜用于去除PM2.5
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北京科技大学材料科学与工程学院的郑裕东独辟蹊径，使用生物质材料大豆蛋白分离物与细菌纤维素制造的复合材料，不仅可以同时过滤掉空气中的有害有机成分与颗粒物，并且实现了其来源绿色，降低其二次污染。
▲大豆分离物与细菌纤维素制造的纳米纤维，可有效过滤空气中的有害成分。对PM2.5的过滤效率达到99.94%，对PM10的过滤效果达到99.95%。
原报道链接：北科大新发明：用大豆蛋白材料抵抗雾霾
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北京大学化学与分子工程学院的陈尔强教授课题组设计了一种新的热塑性形状记忆高分子（图a）。这种材料以侧链型液晶高分子的柱状液晶相结构为基础，展现出优异的力学性能。没有采用任何化学交联，这种高分子能记忆住应变高达600%的临时形状，在双重形状记忆循环中，其形状固定率和回复率均超过99%。由于存在一个十分宽的液晶转变温区，这一侧链型液晶高分子还表现出突出的多重形状记忆性能，甚至能在一个形状记忆循环中高效地记住三个临时形状。
▲ 图为分子的多链柱机理（a）及其本体柱状相结构表征（b，c，d）
原报道链接：北京大学陈尔强课题组开发出新型多重形状记忆高分子
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聚乙烯和全同聚丙烯是全世界范围内产量最大的塑料。而对于聚乙烯和聚丙烯，这些性质的不同和两种聚合物之间的相分离影响了其界面粘附，继而影响了其熔融共混物的机械性能。粗略的估计，当这些塑料被循环使用时，其价值将要降低约5%，而对不同聚合物的分拣和其老化等造成的性能降低会进一步降低其价值。Coates课题组使用吡啶胺Hf催化剂制备具有序列长度精确可控的乙烯/全同聚丙烯嵌段和多嵌段共聚物。有望实现回收的聚乙烯/全同聚丙烯转化成等值或者高值的高分子材料，同时降低分拣所需要的费用。
原报道链接：【重磅解读】Science:PE/iPP嵌段共聚物 实现废塑料高值化
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华南理工大学袁彦超副研究员带领研究人员，经过两年半的努力，合成出可降解回收的基于普通共价键结构的新型高性能热固性树脂，进一步采用碳纤维织物增强、制备出可多次循环回收利用的先进复合材料。这项研究工作首次实现了碳纤维在先进复合材料领域的多次无损回收和循环再利用。
▲ 图为新型聚六氢三嗪热固性树脂及其碳纤维增强先进复合材料
原报道链接：华南理工大学发明可多次循环回收利用的先进复合材料
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美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）领导的一个研究团队在研究缩小纳米颗粒的尺寸是否会影响高分子纳米复合物的机械性能时，他们发现了令人惊讶的现象“小纳米颗粒的大效应。研究团队比较了分别包含直径为1.5nm和25nm（目前常用的纳米颗粒尺寸范围为10-50nm）的纳米颗粒的高分子纳米复合物的性质。结果发现包含小颗粒的高分子复合物性能有所改善，其中之一还打破了记录：将材料的温度提升10℃就可以导致复合物的粘度快速下降百万倍，而纯高分子或者含有大纳米颗粒的复合物要达到相同的效应至少需要升高温度30℃。相关工作发表在ACS Nano。
▲ 不同大小颗粒与高分子相互作用示意图（图片来源nanowerk.com）
原报道链接：ACS Nano 意外之获：小纳米颗粒的大效应，高分子纳米复合材料性能调控有新方
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新加坡国立大学（NUS）的研究团队先将平面分子处理成晶体状态，然后再进行固态聚合。这种方法限制了分子的旋转，从而发生二维聚合形成碳-碳键，利用这种方式合成一种新型的二维石墨烯样高分子片层材料，成功地进一步推动了高分子材料的应用，相关研究成果发表在Nature Chemistry上。
▲ 金表面单层键合芳香族聚合物的STM表征（图片来源Nat Chem）
原报道链接：Nat.Chem. 二维高分子材料合成获得突破，安全稳定的钠离子电池成为可能
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澳大利亚迪肯大学（Deakin University）林童教授团队报道了一种用水基涂料来制备超双疏表面的方法。该团队将一种含氟表面活性剂、疏水纳米颗粒和含氟硅烷耦合剂共同分散于水中，制备出了稳定的三元分散液。然后采用简单的浸渍或喷涂方法，将这种水基分散液涂布于基材表面，经过烘干处理，使基材表面呈现优秀的超双疏性能。他们测试了纺织品、塑料泡沫、木材、玻璃、和金属等基材。经过处理之后的基材对水，植物油、矿物油、十六烷等液体的接触角均在150°以上。所制备的超双疏涂层具有很好的耐磨和耐洗牢度，在反复上千次的物理磨损和上百次的标准洗涤之后，能依然保持超双疏性能。而且涂层表面具有很强的耐化学腐蚀性，可抵抗强酸、强碱侵蚀。另外，该涂层还具有一种神奇的自修复功能，在受到物理或化学破坏之后，可以通过短暂的加热来回复其超双疏性能。详细结果参见近期发表在《Advanced Functional Materials》上。
图为水和各种油滴在超双疏处理过的棉织物表面的照片（液滴从左到右依次为：甘油、橄榄油、水、矿物油、十六烷、石蜡油）。
原报道链接：一种用于制备具有自修复功能的超疏水、超疏油水基表面整理技术
来源：高分子科学前沿
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