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研究人员开发了改变聚合物基本结构的方法

作者:凯瑟琳·霍格尼(KATHLEEN HAUGHNEY)

佛罗里达州立大学的一个研究小组已经开发出以改变聚合物的基本结构的方式来操纵聚合物的方法,从而为在货物运输和释放,可回收材料,变形机器人,抗菌剂等方面的潜在应用铺平了道路。

FSU化学助理教授Justin Kennemur说:“我们正在通过化学反应使聚合物完全改变其结构。”在自然界中,这种情况也会发生。想想毛毛虫如何变成蝴蝶。蜂窝机械改变了天然生物聚合物的设计,从而改变了它们的性能。这就是我们对合成聚合物所做的。”

这项研究发表在《美国化学学会杂志》上。

聚合物是由化学相似的重复单元组成的大分子链制成的材料。它们几乎触及日常生活的各个部分,包括塑料,橡胶和凝胶等材料以及DNA和蛋白质等天然生物结构。

从总体上看,Kennemur致力于开发具有超弹性和超柔软特性的高性能聚合物,这些聚合物可以用作关节或软骨的替代物。为此,他和他的团队正在探索现有聚合物如何响应刺激并可以进行重组以获得更好性能的界限。

因受到外部刺激而自发“解压缩”或变质的聚合物因其在各种应用中的潜在用途而受到科学家的青睐。但是,这种自发的恶化-称为解聚-通常使它们首先很难组装。

Kennemur改进了一种工艺,既可以制造聚合物也可以使其分解,从而完全改变其结构。

Kennemur和他的团队开发了一种热力学策略,可以在较低的温度(约-15至0摄氏度)下合成大分子,然后在加热聚合物之前使其稳定。在较高的温度下,材料可能会因触发事件而解聚-引入催化量的钌元素-导致聚合物解压缩。

肯纳穆尔说:“我们确实在利用高分子科学中的基本热力学原理方面进行了投资,并将其用于将分子转变为各种可能的形状和化学形式。” “这是回收这些材料的一种方法,但也是一种使它们响应并更改其架构的方法。这样做有很多有趣的可能性。”

Kennemur的工作由美国国家科学基金会的CAREER计划资助。前FSU研究生William Neary和现任研究生Taylor Isais是该研究的合著者。

发表于:科学技术(SCIENCE & TECHNOLOGY)

原文链接:https://news.fsu.edu/news/science-technology/2019/10/02/a-molecular-metamorphosis-researcher-develops-method-to-change-fundamental-architecture-of-polymers/

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