聚合物

又是平平常常做实验的一天，日本科学家白川英树（Hideki Shirakawa）继续对乙炔聚合这个课题进行研究，不知是科学家天生的敏感度还是当时脑袋一热，他们将浓度高达1000倍的催化剂用在反应中，合成一种亮银色聚合物的反式聚乙炔；后来，美国科学家马克迪尔米德（Alan MacDiarmid）与艾伦黑格（Alan Heeger）对该聚乙炔进行导电性研究，发现导电性增加了不同数量级（图1），从此，共轭聚合物正式进入导电材料领域。 碘蒸气对聚乙炔导电性的影响 自从聚乙炔打开“导电聚合物”的大门，其发…

在生物进化过程中，生物产生的粘附、修复、生长等动态响应行为，都是为了适应周围环境。目前，大多数的仿生研究仅限于软合成材料，对具有自主响应能力的刚性和对齐材料的研究一直被忽视，而现实是迫切需要这种材料。虽然利用多种动态交联方法可产生各向同性和柔软的材料，且具有自适应响应性，但是利用这些动态共价键制备自增韧性和自生长的材料仍然面临巨大挑战。 其中，利用结构和层次各向异性是一种有效的解决方案。作为内部软组织和外部环境之间的硬屏障，翅鞘是用于执行轻量级分层结构的通用模型。同时，该部分具有自增韧性和自再生…

石墨烯和氧化石墨烯（GO）结构的控制与其在聚合物中的分散稳定性息息相关，对其研究与应用都至关重要。然而，由于当前GO的制备方法不尽相同，其氧化程度与微观结构可能有很大的差异，例如尺寸、官能团组成和分布等等。这也带来了在多数研究中的GO表征结果如此不确定的问题，导致GO在复合材料中的团聚现象一直难以科学地解决。因此，将GO纳米片的结构和成分特性与其在复合物中的最终形态联系起来是一项艰巨而具有重要意义的任务。分子模拟为研究这一问题提供了有力的手段，可以通过控制GO的组成和结构来监测GO的热力学稳定性…

分子纳米技术是一个快速发展的领域，几十年来一直致力于探索在宏观规模上发现小型化技术的可能性。纳米技术已取得巨大进展的一个领域是开发分子机器(molecular machines)：一种受到外部刺激驱动定向运动的组件。使用分子机器，可以实现许多功能，例如运输化学品、宏观运动和催化。尽管分子机器实际上仍处于概念验证阶段，但是分子机器可以催化一系列过程，包括聚合和不对称合成。 尽管分子纳米技术领域在1990年代开始取得实验性进展，但基本概念是由Richard Feynman提出的。后来，由于Eric …

电镜是科学研究中进行原子和分子尺度表征的重要工具，冷冻电镜（cryoEM）的出现使得研究者可以用它来观察传统电镜无能为力的体系，如生物分子。2017年诺贝尔奖颁给了雅克·杜波谢（Jacques Dubochet）、约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank） 和 理查德·亨德森（Richard Henderson），就是因为他们用冷冻电镜观察到了生物分子的“原始状态”，为结构生物学的发展开启了一扇大门。 冷冻电镜之所以适用于那些脆弱的体系，是因为它可以在低电子能量下进行检测与成像。与传统电镜采…

增材制造（3D打印）技术以数字模型设计为基础，通过软件与数控系统将材料按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，实现复杂及可定制化结构的构建。由于3D打印结构是静止的，缺乏功能性及自适应能力，因此在智能结构及器件应用上存在诸多限制。 自2013年4D打印概念被首次提出后，4D打印技术受到了国内外学者的广泛关注。4D打印技术是在3D打印技术基础上引入了时间作为第四个维度，实现了3D打印结构在外界刺激（如热、电、磁、光，湿度等）下，其形状、性能和功能随着时间发生特定的转变。4D打印技术的成型…

锂电池在二次电池市场上占据主导地位，其已广泛应用于各种便携式电子设备，如手机、笔记本电脑、数码相机等。聚合物材料是锂电池的关键组成部分之一，其在电池中的主要作用包括粘合剂、电极包覆膜、隔膜以及聚合物电解质等。然而，在反复充放电过程中，锂电池的结构变化会导致其内部聚合物发生破裂，从而大大降低电池的循环寿命。 本征自修复聚合物可以自发地消除自身的机械裂纹或损伤，故使用自修复聚合物作为替代品能够解决电池充放电过程中聚合物的破裂问题，从而极大地提高锂电池的电化学性能。 近日，南京理工大学化工学院的傅佳骏…

【前言】 聚合物/碳纳米管复合材料具有独特的一维纳米管分散微结构，表现出良好的力学性能、电学性能和热学性能等，在诸多领域具有广泛的应用前景。多壁碳纳米管(MWNT)由于其高导电性、高长径比，被作为电子材料广泛应用于电磁屏蔽、透明导电涂层和光电传感等领域。同时它也被认为是一种极具潜力的材料用于制备高导电性聚合物纳米复合材料。然而，由于很难在聚合物基质中形成均匀分布、单分散并且呈定向排布的MWNT网络，因此高导电性MWNT纳米复合材料的制备存在极大挑战。 鉴于此，韩国延世大学Sang-Yong Ju…

人体软骨主要由大量胶原蛋白纤维和蛋白聚糖组成，在关节腔内滑液的配合下，它们可承受极大的承载力（3-18 MPa），且能在不同滑动速度下实现低摩擦（0.001–0.030）。受到天然软骨的启发，科学家们用水凝胶来部分模拟这种天然的水基润滑系统。水凝胶通常是亲水性聚合物网络，具有柔软的弹性和较低的摩擦，以及可调控的生物相容性。这使它们成为某些医疗领域如置换关节软骨的潜在候选材料。迄今为止，科学家们已经投入了很多精力来开发具有出色润滑性能的水凝胶材料。但是，想实现极低的摩擦就要求水凝胶具有很大的水合度…

化疗在肿瘤治疗中有着举足轻重的地位，但是化疗缺乏特异性，容易对正常细胞及组织造成伤害，引起严重的副作用；而且肿瘤会在化疗后“进化”出耐药性，使化疗效果降低甚至消失。将化疗药物用聚合物、脂质体等载体进行负载能解决这些问题。近期，研究人员发现，聚合物除了能对药物进行负载和递送外，其中一些聚合物本身也具备一定的抗肿瘤性能，但是目前并没有关于构建这些具有广谱抗肿瘤活性聚合物的通用策略。 宿主防御肽在针对细菌、真菌及病毒的非特异性防御过程中起到重要作用，在抗肿瘤领域也有较大的潜力。与正常细胞相比，肿瘤外层…