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日本理化学研究所开发出一种加热、冷却都可形成的超分子聚合物

2017-06-28 79浏览 标签: 超分子聚合物

2017627日,日本理化学研究所(以下简称“RIKEN”)创发物性科学研究中心创发软物质研究组高级研究员宫岛大吾、特别研究员Venkata Rao Kotagiri、组长相田卓三等人组成的研究小组成功开发出一种超分子聚合物,无论对试管中的原料进行加热还是冷却都可以形成该聚合物。

超分子聚合物是小分子(单体)之间靠非共价键引力相互连接的聚合物。超分子聚合物是靠比共价键稍弱的力连接在一起的,因此就像磁铁的N极和S极可以通过施加外力进行分离一样,超分子聚合物的连接也可以依靠物理力来解除,还可以通过减小力使其自动再次连接。超分子聚合物的这种可逆性质可以应用于自我修复材料等各种各样的领域,是一种备受期待的新材料。然而,一般情况下超分子聚合物受热会分解(解聚),回到原本构成聚合物的单体状态,所以其在高温下无法使用,应用领域受到极大限制。在此背景下,RIKEN的该研究小组一反传统的超分子聚合物常识,开始开发靠加热来聚合的超分子聚合物。

此次,研究小组聚焦于近几年开始出现的分散的聚合物加热后会发生凝聚的现象,进行了超分子聚合物的开发。该研究小组制成了单体“PORcu”,并对由PORcu构成的一维超分子聚合物进行了调查,结果显示通过适当调整乙醇和PORcu的浓度并进行加热,原本分散的PORcu会发生聚合形成超分子聚合物,冷却后又会再次回归分散的状态。另外,研究人员还发现在分散状态下进一步降低温度的话,也可以再次形成超分子聚合物。也就是说,在某种温度下无论对分散的单体进行加热还是冷却,都会发生聚合现象,从而制成超分子聚合物。



PORcu和乙醇通过加热·冷却进行超分子聚合的模式图


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