研究背景
复杂的聚合物结构，如星形、树枝状、接枝或超支化聚合物，表现出相对于线形聚合物额外的拓扑复杂性，赋予了其独特的物理性能。这种固有的拓扑结构复杂性和由此产生的性能促进了复杂结构聚合物在不同领域的广泛应用，包括药物递送、生物成像、催化、纳米模板、光子学和超弹性体。因此，聚合物拓扑，包括支化、环状和交联结构，在研究和设计本体聚合物材料的机械和流变性能方面至关重要。
在各种拓扑结构中，由单个骨架和多个侧链组成的梳形聚合物因其可定制和独特的性能而受到广泛关注。这些接枝聚合物可以通过骨架长度、侧链长度和分支点间距等结构参数来调节其机械性能，从而模仿各种软材料的机械特性。然而，这些聚合物的基本化学特性，包括分子间力、构象特征、相分离模式和晶体结构，往往阻碍了从拓扑上设计其机械性能的能力。
因此，基于聚合物拓扑结构理解并实现预设性能的任务仍然是一项艰巨的挑战。
研究内容
近日，同济大学浦鸿汀课题组利用蝌蚪形单链聚合物纳米粒子 (T-SCNP) 为接枝单元，接枝到高分子量线形骨架 (H-LP) 上，开发了一种新型的“梳”形聚合物 (Comb of T-SCNP)。
与传统“梳”形聚合物不同，接枝单元 SCNP 的引入，给聚合物在溶液中的微观结构带来了极大的改变，从而导致了其宏观性能的变化。该工作通过微流变技术，详细研究了以 T-SCNP 为接枝单元制备的特殊“梳”形聚合物 (Comb of T-SCNP) 在溶液的流变行为，如链段弛豫时间、缠结链之间的网格尺寸、模量及粘度随频率的变化。
与传统的 SCNP 和线形聚合物组成的复合材料 (SCNP&H-LP) 以及传统的“梳”形聚合物 (Comb of F-LP) 相比，Comb of T-SCNP 在溶液中展现出了更快的链段弛豫时间及较大的网格尺寸。该现象主要是因为通过接枝方式将 SCNP 引入体系中，可以有效地降低分子链间的缠结，从而降低了体系的粘度。
该工作不仅可以加深对基本聚合物原理的理解，还可以为不同长度尺度下具有先进性能和行为的功能材料的合理设计提供思路。该成果以“Preparation of superstructured comb polymers based on tadpole-shaped single-chain nanoparticles”(《以蝌蚪形单链聚合物纳米粒子为反应基元制备“梳“形拓扑结构聚合物》)为题，发表在英国皇家化学会期刊Chemical Science上。
论文信息
Preparation of superstructured comb polymers based on tadpole-shaped single-chain nanoparticles Yangjing Chen, Zhiyu Hu, Zhigang Shen, Xiaoqiang Xue and Hongting Pu*（浦鸿汀，同济大学） Chem. Sci., 2024, 15, 17590-17599
https://doi.org/10.1039/D4SC05650G
作者简介
期刊介绍
rsc.li/chemical-science
Chem. Sci.
| 2-年影响因子* | 7.6分 |
| 5-年影响因子* | 8.0分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-综合 |
| CiteScore 分† | 14.4分 |
| 中位一审周期‡ | 33 天 |
Chemical Science 是涵盖化学科学各领域的跨学科综合性期刊，也是英国皇家化学会的旗舰期刊。所发表的论文不仅要在相应的领域内具有重大意义，而且还应能引起化学科学其它领域的读者的广泛兴趣。所发表的论文应包含重大进展、概念上的创新与进步或者是对领域发展的真知灼见。发文范围包括但不限于有机化学、无机化学、物理化学、材料科学、纳米科学、催化、化学生物学、分析化学、超分子化学、理论化学、计算化学、绿色化学、能源与环境化学等。作为一本钻石开放获取的期刊，读者可以免费获取所发表论文的全文，同时从该刊的论文版面费由英国皇家化学会承担，论文作者无需付费。
Editor-in-Chief
Andrew Cooper
🇬🇧 利物浦大学
|
|
† CiteScore 2023 by Elsevier
‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件
📧 RSCChina@rsc.org
↓↓↓
