聚合物

銅催化偶聯(lián)反應機理研究

中國科學院上海有機化學研究所沈其龍研究員、薛小松研究員同加州大學伯克利分校約翰教授合作，在低價銅至高價銅的氧化加成過程的機理研究方面取得新進展。相關成果發(fā)表于《科學》（Science）。銅催化的偶聯(lián)反應是現(xiàn)代有機化學構建碳-碳鍵與碳-雜原子鍵的最重要和最古老反應之一。然而銅催化反應的發(fā)展一度落后于在其之后發(fā)現(xiàn)的鈀催化偶聯(lián)反應，其中一個重要的原因是銅催化反應機理復雜，阻礙了科學家們對銅催化劑的理性思考和設計。研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)吡啶配位的中性一價銅物種具有遠高于離子型一價銅物種的反應活性，結果印證了銅介導烷基親電試劑的炔基化、胺化等反應中的配體加速效應。

銅（Ⅰ）與烷基鹵化物氧化加成反應機理及銅（Ⅲ）氧化加成絡合物結構（圖片來源于中國科學院上海有機化學研究所網(wǎng)站）

“微交聯(lián)法”在鐵電聚合物中建立網(wǎng)絡結構

中國科學技術大學納米科學技術學院劉江濤等人選擇聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）作為反應基體材料，選擇帶有軟而長鏈的聚氧化乙烯二胺作為交聯(lián)劑材料，使用低交聯(lián)密度賦予線性鐵電聚合物彈性同時保持較高的結晶度，建立了精確的“微交聯(lián)”制備方法。相關成果發(fā)表于《科學》（Science）。研究表明，交聯(lián)后的鐵電薄膜結晶相以β相為主，結晶均勻地分散在聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡中，在受力時，網(wǎng)絡狀結構能夠均勻地將外力分散且承受更多應力，避免結晶區(qū)受到破壞。實驗研究結果表明交聯(lián)后薄膜在70%的應變下依舊具有較好的鐵電響應。方法巧妙地利用簡單的化學反應實現(xiàn)了鐵電性與彈性的良好匹配，為鐵電材料彈性化提供了新思路。

新型寬溫區(qū)高溫聚合物電解膜

中國科學院大連化學物理研究所王素力研究員和孫公權研究員團隊研發(fā)出一類磷酸摻雜聚聯(lián)苯基哌啶電解質膜，拓寬了高溫聚合物電解質膜燃料電池（HT-PEMFC）的操作溫度。相關成果發(fā)表于《材料化學A》（Journal of Materials Chemistry A）。HT-PEMFC具有耐毒化能力強、水熱管理簡單等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的磷酸摻雜聚苯并咪唑膜由于磷酸與聚苯并咪唑之間的結合能低，在低溫、高濕環(huán)境下磷酸流失嚴重，導致這類電池工作溫度限制在140℃～180℃。研究團隊通過取代基效應調控哌啶陽離子周圍的空間位阻、聚合物電解質膜的親疏水性和自由體積，提高了電解質膜與磷酸間的相互作用，將電解質膜的工作溫度拓寬到40℃～160℃。

新型壓電水凝膠調控骨組織再生

溫州醫(yī)科大學李校堃院士團隊成員王周光教授聯(lián)合武漢大學中南醫(yī)院蔡林教授和華中科技大學羅志強教授，共同開發(fā)出一種多功能復合壓電水凝膠骨組織工程支架。相關成果發(fā)表于《軍事醫(yī)學研究》（Military Medical Research）。骨組織工程支架正在成為替代自體骨移植進行外科骨修復的理想策略，但由于缺乏合適的生物材料，仍然缺乏有效手段促使再生骨達到天然骨的優(yōu)越性能。文章詳細研究了水凝膠促進M2巨噬細胞表型極化、促進成骨分化和血管生成、加速骨再生和重塑的能力。這款殼聚糖/明膠/羥基磷灰石/鈦酸鋇壓電水凝膠骨組織支架在臨床修復臨界骨缺損方面具有很大的應用潛力。