1. Acc. Mater. Res.綜述：從宏觀到原子水平精確合成高效電催化劑的限制策略
大量的研究表明，精確控制電催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌可以提高其對(duì)各種重要反應(yīng)的催化性能，如氧還原/析氧反應(yīng)（ORR/OER）、氫氧化/析氫反應(yīng)（HOR/HER）、CO2還原/氮還原反應(yīng)（CO2RR/NRR）等。
近日，中科院化學(xué)研究所萬立駿院士，胡勁松研究員總結(jié)了精確控制電催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌的最新研究進(jìn)展，重點(diǎn)是課題組通過各種規(guī)模的限制策略精確合成高效電催化劑的解決方案。通過將限制效應(yīng)分類為前體自約束，納米限域和化學(xué)結(jié)合原子限制的代表性研究，系統(tǒng)地總結(jié)了從宏觀到納米和原子水平合成定義明確的結(jié)構(gòu)的限制策略。
本文要點(diǎn)：
1）前驅(qū)體自約束策略。具有宏觀分級(jí)微/納米陣列結(jié)構(gòu)的電極具有較大的暴露表面積和高強(qiáng)度的電子傳輸和傳質(zhì)以及快速氣體釋放的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，這使得高性能電催化能源器件成為可能。預(yù)合成前驅(qū)體的自約束效應(yīng)有望在宏觀水平上合理設(shè)計(jì)和精確制造此類電極。
2）納米限域策略。金屬團(tuán)簇和納米顆粒（NPs）為反應(yīng)物/中間體的吸附、活化和轉(zhuǎn)化提供了不同的表面位置。零維納米孔、一維納米通道、二維層間空間和三維互連納米通道等納米空間的限域使得能夠在納米水平上合成形貌和結(jié)構(gòu)可控的納米團(tuán)簇和NPs，從而能夠研究中間體的聚集活化、與載體的相互作用、與尺寸相關(guān)的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系等。
3）化學(xué)結(jié)合原子限制策略。化學(xué)結(jié)合限制使得合成單原子催化劑（SACs）成為可能，其能夠在原子水平上精細(xì)地調(diào)整其電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)環(huán)境，為深入了解潛在的催化過程和結(jié)構(gòu)提供了結(jié)構(gòu)?性能關(guān)系。
4）綜合限制策略。綜合考慮這些限制效應(yīng)，可以有效地緩解高密度SACs等合成領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。
5）基于這些見解，作者提出了從宏觀到原子水平精確合成下一代結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)的電催化劑仍面臨的挑戰(zhàn)和可能的解決方案，即探索合適的限制效應(yīng)并將其與其他技術(shù)相結(jié)合，以彌補(bǔ)基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用之間的差距。
Lu-Pan Yuan, et al, Confinement Strategies for Precise Synthesis of Efficient Electrocatalysts from the Macroscopic to the Atomic Level, Acc. Mater. Res, 2021
DOI: 10.1021/accountsmr.1c00135
https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00135
2. Chem. Rev.: 自由基脫砜基反應(yīng)：有機(jī)合成的最新進(jìn)展
含砜基化合物是自然界廣泛存在的一類化合物，是許多生物活性分子和天然產(chǎn)物中最為關(guān)鍵的分子骨架之一，在材料化學(xué)、天然產(chǎn)物、有機(jī)合成和藥用化學(xué)中都有著特殊的應(yīng)用。作為“化學(xué)變色龍”，含砜基化合物及其變體通過利用其難以置信的反應(yīng)靈活性與各種類型的反應(yīng)相結(jié)合，以有效構(gòu)建不同的分子結(jié)構(gòu)。
有鑒于此，麥吉爾大學(xué)李朝軍教授和南京工業(yè)大學(xué)沈志良教授、褚雪強(qiáng)等人，綜述了自由基脫砜基策略構(gòu)建新的化學(xué)鍵的最新研究進(jìn)展。
本文要點(diǎn)：
1）通過含砜基化合物的選擇性C-S、N-S、O-S和S/Se-S鍵斷裂方式，詳細(xì)闡述了各種含砜基化合物轉(zhuǎn)化的一般過程、底物范圍、反應(yīng)局限性等。
2）然后，總結(jié)了其在有機(jī)合成中的衍生運(yùn)用。最后，對(duì)自由基脫砜基反應(yīng)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
Xue-Qiang Chu et al. Desulfonylation via Radical Process: Recent Developments in Organic Synthesis. Chem. Rev., 2021.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00084
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00084
3. Nature Commun.：氧化還原調(diào)節(jié)穩(wěn)定活性中心用于穩(wěn)定和活化CO2還原為甲酸鹽
盡管電化學(xué)還原CO2（CO2R）為甲酸鹽（HCOO–）可使CO2得到升級(jí)；然而，迄今為止，用于CO2R的電催化劑的化學(xué)和結(jié)構(gòu)變化往往會(huì)導(dǎo)致性能隨著時(shí)間的推移而不斷惡化。
近日，南京大學(xué)鐘苗教授，Hao Dong，加拿大多倫多大學(xué)Edward H. Sargent教授報(bào)道了在均勻合金化的Bi0.1Sn晶體上共形生長(zhǎng)的活性Sn-Bi/SnO2表面。這些表面使得Bi0.1Sn晶體在超過2400 h（100d）的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地將CO2還原為HCOO–，在1M碳酸氫鉀（KHCO3）和氫氧化鉀（KOH）電解液（PH=11）中，電流密度為100 mA cm?2時(shí)的均一甲酸鹽FE超過95%，陰極能效（CEE）超過70%。與文獻(xiàn)基準(zhǔn)相比，該穩(wěn)定性和CEE均得到顯著提高。
本文要點(diǎn)：
1）計(jì)算研究表明，在很大范圍內(nèi)（1.5-12.5%）Bi摻雜到Sn中，Sn-Bi合金和Sn-Bi/SnO2復(fù)合材料的晶面為*OCHO提供了近乎最佳的結(jié)合能。這種方法降低了CO2還原為HCOO–的反應(yīng)能壘。而副產(chǎn)物CO和H2在Sn-Bi合金上由于反應(yīng)能增加而受到抑制。
2）研究發(fā)現(xiàn)，氧化還原調(diào)節(jié)還使得Sn-Bi/SnO2表面保持活性，保護(hù)Bi0.1Sn催化劑在延長(zhǎng)CO2R期間不受腐蝕或重構(gòu)。
3）進(jìn)一步在基于陽離子交換膜的膜電極體系中，在恒流密度為60 mA cm?2的條件下，3.4 mol（15 wt%）HCOO–溶液的穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間超過100 h，平均全電池電導(dǎo)率為27%，從而突出了Bi0.1Sn催化劑在不同的CO2R體系中長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)甲酸鹽的可行性。
Li, L., Ozden, A., Guo, S. et al. Stable, active CO2 reduction to formate via redox-modulated stabilization of active sites. Nat Commun 12, 5223 (2021).
DOI：10.1038/s41467-021-25573-9
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25573-9
4. Nature Commun.：ZnInS光陽極中原子層沉積觸發(fā)的Fe-In-S團(tuán)簇和梯度能帶以促進(jìn)OER
光生載流子的大量體相復(fù)合和緩慢的表面析氧反應(yīng)（OER）動(dòng)力學(xué)嚴(yán)重阻礙了光電化學(xué)水分解技術(shù)的發(fā)展。近日，為了解決上述關(guān)鍵問題，蘇州大學(xué)李亮教授報(bào)道了采用原子層沉積（ALD）技術(shù)將Fe和O原子引入到二維Zn10In16S34（ZISZ）有序納米片陣列（ZISZ/Fe）中，其中Fe-In-S團(tuán)簇形成在ZISZ光陽極表面，而Zn-O鍵形成在ZISZ光陽極底部。
本文要點(diǎn)：
1）Fe-In-S團(tuán)簇通過精確地影響O*和OH*的形成過程，極大地降低了表面過電位（η）和抑制光生載流子界面復(fù)合，從而提高了OER動(dòng)力學(xué)。此外，元素含量和物種沿ZISZ橫截面的變化導(dǎo)致光陽極內(nèi)部的梯度能級(jí)排列，以及沒有無序?qū)拥木鶆蛴行虻男蚊?，促進(jìn)了體相中的分離效率（ηsep）。
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ZISZ/Fe光陽極在1.23 VRHE下的光電流（J）達(dá)到了5.35 mA cm?2，起始電位（Von，電流密度為0.02 mA cm?2）為0.08 VRHE，分別是ZIS和ZISZ的32倍和6.3倍。其性能可與其他最新報(bào)道的光陽極硫化物相媲美，甚至更好。
這些結(jié)果突出了ALD用于操縱光電極的化學(xué)鍵和能帶結(jié)構(gòu)以改進(jìn)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的可行性。
Meng, L., He, J., Zhou, X. et al. Atomic layer deposition triggered Fe-In-S cluster and gradient energy band in ZnInS photoanode for improved oxygen evolution reaction. Nat Commun 12, 5247 (2021).
DOI：10.1038/s41467-021-25609-0
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25609-0
5. Nature Commun.：用于高性能甲醇氧化的單原子催化劑
單原子催化劑已被廣泛用于多種電催化反應(yīng)，除了電化學(xué)醇氧化。近日，香港科技大學(xué)Francesco Ciucci等使用簡(jiǎn)單的浸漬-吸附方法合成鉑原子分散在氧化釕上(Pt1/RuO2)的單原子催化劑，并研究了其甲醇氧化性能。
本文要點(diǎn)：
1）研究表明，Pt1/RuO2催化劑在堿性介質(zhì)中對(duì)甲醇氧化具有良好的電催化活性，其質(zhì)量活性是商業(yè)Pt/C的15.3倍（6766 vs. 441 mA mg-1Pt）。相比之下，炭黑上的單原子Pt是惰性的。Pt1/RuO2催化劑的質(zhì)量活性優(yōu)于先前報(bào)道的大多數(shù)Pt基催化劑。
2）此外，Pt1/RuO2催化劑對(duì)CO毒化具有很高的耐受性，從而具有出色的催化穩(wěn)定性。
3）作者通過密度泛函理論（DFT）進(jìn)一步研究了包括甲醇脫氫和CO電氧化在內(nèi)的甲醇氧化反應(yīng)機(jī)制，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，即制備的SACs對(duì)醇氧化反應(yīng)具有活性。
該工作報(bào)道的高效醇氧化Pt1/RuO2單原子催化劑為探索Pt單原子催化劑用于甲醇氧化反應(yīng)和相關(guān)醇氧化反應(yīng)開辟了新的道路。
Zhiqi Zhang, et al. Single-atom catalyst for high-performance methanol oxidation. Nat. Commun., 2021
DOI: 10.1038/s41467-021-25275-2
https://www.nature.com/articles/s41467-021-25562-y
6. JACS：咪唑鎓離聚物對(duì)Ag催化劑表面的化學(xué)修飾用于電化學(xué)CO2還原過程中析氫速率的調(diào)控
將聚合物設(shè)計(jì)與催化劑表面科學(xué)結(jié)合起來，是調(diào)整和優(yōu)化電化學(xué)反應(yīng)器的一個(gè)很有前途的方向，這些電化學(xué)反應(yīng)器可能會(huì)影響能源和可持續(xù)性的長(zhǎng)期目標(biāo)。特別是，無機(jī)催化劑表面與有機(jī)基離聚體之間的相互作用為指導(dǎo)反應(yīng)選擇性和提高活性提供了一條途徑。
近日，斯坦福大學(xué)Thomas F. Jaramillo，鮑哲南院士，Christopher Hahn報(bào)道了研究了咪唑基離聚物在Ag表面電催化CO2還原為CO（CO2R）反應(yīng)中的作用，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)CO2R活性沒有影響，但強(qiáng)烈促進(jìn)了競(jìng)爭(zhēng)性析氫反應(yīng)(HER)。
本文要點(diǎn)：
1）通過考察HER和CO2R與CO2和HCO3?濃度的依賴關(guān)系，研究人員建立了動(dòng)力學(xué)模型，將HER的促進(jìn)歸因于咪唑離聚體對(duì)HCO3?還原的內(nèi)在促進(jìn)作用。此外，通過改變咪唑環(huán)上的取代基來改變離聚物結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)HER的促進(jìn)作用。
2）通過Taft空間參數(shù)和密度泛函理論（DFT）計(jì)算分析了離聚體的結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系，結(jié)果表明咪唑環(huán)上官能團(tuán)的空間體積減少了離聚物對(duì)HCO3?和Ag表面的進(jìn)入，從而限制了促進(jìn)作用。
研究結(jié)果有助于開發(fā)CO2R中離聚物?催化劑相互作用的設(shè)計(jì)規(guī)則，并推動(dòng)進(jìn)一步的工作，以精確揭示確定電催化行為的一次配位和二次配位之間的相互作用。
David M. Koshy, et al, Chemical Modifications of Ag Catalyst Surfaces with Imidazolium Ionomers Modulate H2Evolution Rates during Electrochemical CO2 Reduction, J. Am. Chem. Soc., 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c06212
https://doi.org/10.1021/jacs.1c06212
7. AM：MnO2聯(lián)合上轉(zhuǎn)換納米平臺(tái)和具有AIE性能的I型光敏劑以用于癌癥治療
開發(fā)多功能納米平臺(tái)是改善光動(dòng)力治療的一種有效策略。由于具有耐乏氧、高效生成ROS和熒光成像導(dǎo)航的能力，具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)性能的I型光敏劑成為了一種有效的診療藥物。為了進(jìn)一步提高它們的性能，深圳大學(xué)王東副教授和香港科技大學(xué)唐本忠院士構(gòu)建了一種可消耗谷胱甘肽(GSH)和近紅外光(NIR)調(diào)節(jié)的納米平臺(tái)，并將其用于雙模態(tài)成像指導(dǎo)的光動(dòng)力治療(PDT)。
本文要點(diǎn)：
1）實(shí)驗(yàn)通過將上轉(zhuǎn)化納米粒子(UCNPs)與AIE活性光敏劑共沉淀，并原位包覆MnO2外殼而構(gòu)建了該納米平臺(tái)。UCNPs的引入使得該AIE光敏劑能夠被NIR光激活，進(jìn)而可通過I型通路產(chǎn)生·OH。隨后，細(xì)胞內(nèi)高水平的GSH也能夠分解MnO2以產(chǎn)生Mn2+，從而實(shí)現(xiàn)GSH消耗和細(xì)胞內(nèi)·OH水平的提高。
2）與此同時(shí)，生成的Mn2+可在腫瘤特定部位進(jìn)行T1加權(quán)磁共振成像(MRI)，并介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的H2O2轉(zhuǎn)化為·OH。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種FLI-MRI指導(dǎo)的光動(dòng)力治療具有卓越高效的性能和很好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
Yuanwei Wang. et al. Triple-Jump Photodynamic Theranostics: MnO2 Combined Upconversion Nanoplatforms Involving a Type-I Photosensitizer with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Potent Cancer Treatment. Advanced Materials. 2021
DOI: 10.1002/adma.202103748
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202103748
8. AM: 對(duì)抗耐藥性的多功能聚锍的高抗菌活性和選擇性
具有永久正電荷的含锍離子化合物廣泛存在于天然植物和動(dòng)物中，含锍離子的聚合物在各種應(yīng)用中表現(xiàn)出顯著的潛在優(yōu)勢(shì)。與小分子相比，那些帶有锍離子的聚合物通常表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性和可加工性。盡管具有這些有利的特性，但很少有含锍聚合物的報(bào)道。
鑒于此，陳學(xué)思院士和吉林大學(xué)孫靜等人提出了一種通過開環(huán)聚合和聚合后功能化與各種功能性環(huán)氧化物相結(jié)合來合成一類抗菌锍離子多肽的有效策略。
為了探索整體疏水/親水平衡對(duì)制備的聚锍的抗菌活性和選擇性的影響，進(jìn)一步進(jìn)行了系統(tǒng)研究。值得注意的是，那些具有優(yōu)化兩親平衡的氯環(huán)氧丙烷改性聚锍對(duì)革蘭氏陰性大腸桿菌和革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌的選擇性高于對(duì)紅細(xì)胞的選擇性。這些聚合物在抑制金黃色葡萄球菌生物膜形成，以及在進(jìn)一步根除成熟生物膜方面也表現(xiàn)出極大的效率。值得注意的是，在這些聚合物中顯示出可忽略不計(jì)的抗菌耐藥性和對(duì)商業(yè)抗生素的交叉耐藥性。
在小鼠皮膚上開發(fā)的耐多藥金黃色葡萄球菌感染模型中，聚锍進(jìn)一步顯示了其強(qiáng)大的體內(nèi)抗菌功效。與抗菌肽類似，聚锍被證明可以通過膜破壞殺死細(xì)菌。獲得的多肽類锍具有高選擇性和強(qiáng)抗菌性能，是抗菌治療的極好候選材料，為制備一類創(chuàng)新抗菌藥物開辟了新的可能性。
Sun, J., et al., High Antibacterial Activity and Selectivity of the Versatile Polysulfoniums that Combat Drug Resistance. Adv. Mater. 2021, 2104402.
https://doi.org/10.1002/adma.202104402
9. AM：自旋守恒鐵磁-反鐵磁耦合核-殼納米粒子用于水氧化
高活性析氧反應(yīng)(OER)催化劑的合理設(shè)計(jì)對(duì)水電解的整體效率至關(guān)重要。OER反應(yīng)物和產(chǎn)物的不同自旋狀態(tài)是減慢OER動(dòng)力學(xué)的因素之一。因此，自旋守恒在提高OER性能方面起著至關(guān)重要的作用。近日，新加坡南洋理工大學(xué)Zhichuan J. Xu等設(shè)計(jì)了鐵磁(FM)-反鐵磁(AFM) Fe3O4@Ni(OH)2核殼催化劑。
本文要點(diǎn)：
1）該催化劑的界面FM-AFM耦合促進(jìn)了自旋方向與FM核磁矩相反的電子的選擇性去除，從而改善了OER動(dòng)力學(xué)。
2）作者還發(fā)現(xiàn)殼厚度對(duì)于保持耦合效應(yīng)增強(qiáng)OER至關(guān)重要。FM核的磁疇結(jié)構(gòu)也起著關(guān)鍵作用。此外，使用多疇核，施加對(duì)齊磁疇的磁場(chǎng)，可優(yōu)化電子傳輸過程。
3）作者觀察到多疇核催化劑的OER活性顯著增強(qiáng)。使用具有有序磁偶極子的單疇FM核心，即使沒有施加磁場(chǎng)，也可以促進(jìn)具有最小散射的自旋選擇性電子傳輸。
該工作的新發(fā)現(xiàn)為高活性O(shè)ER催化劑提供了新的設(shè)計(jì)原則。
Jingjie Ge, et al. Ferromagnetic–Antiferromagnetic Coupling Core–Shell Nanoparticles with Spin Conservation for Water Oxidation. Adv. Mater., 2021
DOI: 10.1002/adma.202101091
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101091
10. Nano Lett.：Magic尺寸的核/殼CdSe納米晶體
Magic尺寸的半導(dǎo)體納米晶體(MSNCs)通過特定尺寸之間的離散跳躍生長(zhǎng)。盡管它們具有提供原子級(jí)精確結(jié)構(gòu)的潛力，但它們的使用受到穩(wěn)定性差和陷阱主導(dǎo)的光致發(fā)光的限制。最近，CdSe MSNCs已發(fā)展到更大的尺寸。近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院David J. Norris等報(bào)道了一種在CdSe MSNCs核上生長(zhǎng)殼的高溫合成方法。
本文要點(diǎn)：
1）薄的CdS殼顯著改善了MSNCs的發(fā)射特性，縮小了它們的熒光線寬，提高了光致發(fā)光量子產(chǎn)率，并消除了陷阱發(fā)射。
2）盡管較厚的CdS殼會(huì)導(dǎo)致性能下降，但CdxZn1-xS合金殼仍能保持高效且窄的發(fā)射線。
3）這些合金核/殼微晶呈現(xiàn)四面體形狀，與最近的MSNC生長(zhǎng)模型一致。
該工作表明MSNCs可以與其它最先進(jìn)的半導(dǎo)體納米晶體競(jìng)爭(zhēng)。此外，這些核/殼結(jié)構(gòu)對(duì)進(jìn)一步研究MSNCs及其原子精確生長(zhǎng)的具有重要意義。
Andrew B. Pun, et al. Core/Shell Magic-Sized CdSe Nanocrystals. Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02412
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02412
11. Nano Letters：用于電子服裝的可水洗、可縫紉的全碳電極和信號(hào)傳輸線
智能可穿戴電子配件(如手表)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用；相反，由于難以將剛性電子材料嵌入柔性織物中，電子紡織品的進(jìn)展比較緩慢。電子服裝需要纖維具有導(dǎo)電性、堅(jiān)固性和生物相容性，同時(shí)可以大規(guī)模生產(chǎn)?；诖?，美國萊斯大學(xué)Matteo Pasquali報(bào)道了使用標(biāo)準(zhǔn)縫紉方法將碳納米管線（CNTT）集成到可拉伸紡織品中，以構(gòu)建柔軟、可穿戴、干燥的傳感器，用于無創(chuàng)和連續(xù)的心電圖（EKG）監(jiān)測(cè)。
本文要點(diǎn)：
1）CNTT不僅堅(jiān)固且導(dǎo)電，與皮膚和組織的接觸阻抗極佳（低）,而且具有柔軟性，因此具有紡織線而不是細(xì)金屬線那樣的力學(xué)行為和感官感覺。此外，以前的研究表明，CNTT在多種生物學(xué)尺度上均具有無毒性，與多種細(xì)胞株具有良好的細(xì)胞相容性，對(duì)免疫細(xì)胞或血液參數(shù)沒有影響，也沒有可溶出的毒性。
2）研究人員展示了縫合在T恤中的CNTT傳感器用于連續(xù)監(jiān)測(cè)EKG信號(hào)以及商用(非穿戴)醫(yī)療電極。同樣的CNTT可兼作可縫合的傳輸線，分離傳感、記錄和傳輸電子設(shè)備的布置，從而簡(jiǎn)化了信號(hào)傳輸和制造。此外，該電子服裝（T恤）可以反復(fù)機(jī)洗，不會(huì)有任何性能下降。這些特性，再加上CNTT的規(guī)?；a(chǎn)，使得其成為可穿戴傳感、監(jiān)測(cè)和診斷中電極和信號(hào)線的首選材料。
這些結(jié)果展示了紡織品傳感器和電子織物的應(yīng)用前景，它們具有標(biāo)準(zhǔn)服裝的手感，可以與傳統(tǒng)的服裝制造技術(shù)相結(jié)合。
Lauren W. Taylor, et al, Washable, Sewable, All-Carbon Electrodes and Signal Wires for Electronic Clothing, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01039
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01039
12. Nano Letters：從柱狀二嵌段共聚物中脫基質(zhì)制備柔性納米孔材料
納米多孔聚合物材料制備方法的發(fā)展影響了其在微電子器件制造、尺寸選擇性分離膜、固體催化劑、多孔無機(jī)材料模板和藥物輸送載體等領(lǐng)域的應(yīng)用。相比于多孔金屬和陶瓷相比，通過對(duì)納米多孔聚合物的組成單體、組成和加工過程的合理選擇可以定制其孔徑大小、孔壁功能、界面潤(rùn)濕性和整體機(jī)械性能。
近日，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Mahesh K. Mahanthappa，Christopher J. Ellison報(bào)道了描述了一種從聚異戊二烯-嵌段-聚乳酸（PI-b-PLA）兩嵌段共聚物(PI-b-PLA)六方填充圓柱體（HEX）出發(fā)，通過少數(shù)PI結(jié)構(gòu)域的熱交聯(lián)和PLA基體的選擇性化學(xué)腐蝕來制備納米孔材料的直接自組裝路線。
本文要點(diǎn)：
1）與不連續(xù)的圓柱形微區(qū)會(huì)因基質(zhì)相的化學(xué)降解而破裂的預(yù)期相反，研究人員獲得了獨(dú)立的、交聯(lián)的聚合物整體，其力學(xué)性能與SEM觀察到的納米纖維網(wǎng)絡(luò)形態(tài)一致。
2）研究人員通過選擇性滲透不同摩爾質(zhì)量的溶劑化聚氧化乙烯（PEO）樣品，證明了所得材料的滲透納米孔，這使得基于對(duì)嵌段共聚物前體的SAXS分析，可以推斷出符合預(yù)期的臨界孔徑。
這些發(fā)現(xiàn)突顯了HEX形貌中的細(xì)小顆粒及其晶界結(jié)構(gòu)的作用，為制備具有潛在可調(diào)表面活性、空隙大小和機(jī)械性能的簡(jiǎn)單且可擴(kuò)展的納米多孔聚合物鋪平了道路。
Hongyun Xu, et al, Flexible Nanoporous Materials by Matrix Removal from Cylinder-Forming Diblock Copolymers, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02097
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02097
