CO2 介导闭环合成氨基酸聚合物:1 分钟成 NCA 单体、回收率 91.2%
研究团队提出一种以氨基甲酸酯为反应中间体的 CO2 介导合成策略,可在温和条件下 1 分钟内由 CO2 和氨基酸制得 NCA 单体,并实现超快可控 NCA 聚合,得到分子量可预测的氨基酸聚合物。
推荐理由:原文给出 CO2 介导合成氨基酸聚合物的闭环路线与 1 分钟成单体、91.2% 回收率等关键数据,可判断其可控性与回收可行性。
技术方向
高分子回收方向的进展:化学回收与解聚、机械回收与分选、可再加工热固性、单一材料设计与回收含量要求。
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研究团队提出一种以氨基甲酸酯为反应中间体的 CO2 介导合成策略,可在温和条件下 1 分钟内由 CO2 和氨基酸制得 NCA 单体,并实现超快可控 NCA 聚合,得到分子量可预测的氨基酸聚合物。
推荐理由:原文给出 CO2 介导合成氨基酸聚合物的闭环路线与 1 分钟成单体、91.2% 回收率等关键数据,可判断其可控性与回收可行性。
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。
作者以乙醇酸甲酯与氧化苯乙烯为原料,经酸催化环氧开环与分子内环化一锅合成 5-苯基-1,4-二氧杂环己-2-酮(PhDO),H2SO4 催化路线分离收率 62%。
推荐理由:从单体一锅合成到可控 ROP 与催化解聚,完整展示了苯基取代闭环回收聚酯的立体化学调控路径。
研究团队报道了一种水加工、可降解的电子皮肤贴片,以明胶为皮肤匹配基底,仅需一滴水即可无胶贴合,无需耦合凝胶或表面预处理。其淀粉主导导电墨水含高达 99.05 vol% 淀粉,在 0.95–4.37 vol% 的低 Ti3C2Tx MXene 用量下实现 11.3 S/m 的电导率。
推荐理由:该可降解电子皮肤以淀粉主导导电墨水在低 MXene 用量下实现 11.3 S/m,并给出心电、肌电与手势识别数据。
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。
研究报道一种基于球磨的聚合后修饰策略,将废聚苯乙烯(PS)泡沫转化为氯甲基化 PS,再与硫醇或胺进行亲核取代,得到硫醚或铵功能化的 PS 衍生物。通过调节氯甲基化程度和亲核试剂种类,可获得热性能与溶解性显著不同的聚合物;在调整球磨条件时还可有意促进机械化学断链,从而调控产物的分子量分布。
推荐理由:原文给出球磨条件下氯甲基化与亲核取代的路线,读者可了解废 PS 转化为功能化衍生物的可调空间。
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。
研究通过在芳香族聚二硫缩醛(PDTA)中引入含 S=O 的极性侧链,利用分子间偶极–偶极相互作用提升其玻璃化转变温度与透明度。含 4-(甲基磺酰基)苯基(SO2MePh)侧基的 PDTA 的 Tg 最高达 133 °C、%T ≥ 98,同时保持高折射率(nD = 1.72–1.74);密度测量表明 S=O 基团诱导的砜键相互作用使链间堆积更紧密。
推荐理由:原文给出砜键侧基与联苯单元对 PDTA 的 Tg、透明度和折射率的定量影响,可据此判断光学高分子的设计取舍。
研究者受 RNA 自水解启发,通过引入可水解的脂肪族酯侧基作为活化位点,制备了两种可自激活降解的芳香族聚酯 PEPT 和 PEPF。侧链酯基优先水解提高聚合物亲水性,进而促进芳香族聚酯主链断裂,形成自加速降解过程。
推荐理由:原文给出侧链酯基优先水解带动主链断裂的自加速机制,以及两种聚酯在碱液与磷酸氢二钠溶液中的降解数据。
作者提出逐步浓度调控策略,逐步放大被捕获的链缠结,再通过光交联将缠结态固定在多网络结构中,制得的生物塑料力学性能超过常规加工同类材料并接近商用塑料。该材料保持较高力学稳定性与环境适应性,并可在温和条件下按需降解;作为概念验证,作者将其集成到可情绪响应传感与远程驱动的软电子器件中,器件可通过酶解或化学途径在数小时至数月尺度内程序化降解。
推荐理由:原文给出逐步浓度调控与光交联保留缠结的路线,读者可据此判断生物塑料的力学与降解区间。
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。
研究以d-胸苷和CS2为前体,构建了反式稠合的6,5-双环黄原酸酯3′,5′-cyclic N3-(3-butenyl)-d-thymidine trans xanthate,并用于ROP制备含硫代碳酸酯主链的核酸均聚物类似物。
推荐理由:原文展示了硫参与成环与开环路径如何随温度切换,为核苷类单体设计提供可迁移的合成思路。
作者提出以 Al 基纳米簇作为电子库稳定边缘 Al 单原子位点(Al NCs/Al1-O-C@edge),在 1.6 A cm⁻² 下直接出口 H2O2 浓度达 7.53 wt%,质量归一化产率 60.1 mol h⁻¹ gcat⁻¹。
推荐理由:原文给出 Al NCs/Al1-O-C@edge 在安培级电流下的 H2O2 浓度、产率与 240 h 稳定性,并量化了与废塑料升级耦合后的电压降幅。
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。
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。
研究报道了一种热氢原子转移(HAT)解聚策略,用于未改性商用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的化学回收,无需光照、氯代溶剂或高稀释条件。
推荐理由:给出无需光照与氯代溶剂的热解聚条件,并说明连续移除单体如何抑制副反应,可迁移到其他加聚物回收。