浙江大学刘昭明团队特约专论:无机离子聚合与交联及其应用


有机单体通常经过基于共价键的聚合与交联反应,形成了具有可塑、连续结构的高分子材料,并以塑料等材料的形式融入人类的生活中。由于反应具有可控性,这极大地拓展了材料的应用范围。相比于高分子材料,传统无机材料通常以离子为前驱体,通过离子间静电相互作用以经典晶体成核与生长的形式形成粉末颗粒。由于粉末颗粒在宏观上不具有结构连续、形状可控的特征,这限制了无机材料的应用范围。尽管研究者发现了一系列非经典成核模式,并提出了一些除离子外的非经典成核前驱体,但它们在成核与生长过程中难以控制,仍无法作为前驱相实现材料的制备。如果能够像有机单体一样构建稳定的无机单体,且具有可控的反应过程,将有望实现像有机聚合与交联过程类似的无机物合成过程,进而改变一大类无机物的制造方式,实现无机材料的可控、可塑及连续结构的制备。
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借鉴高分子化学中的共价封端策略,浙江大学刘昭明及其团队提出了基于氢键的无机离子化合物封端策略,成功制备了类似于高分子单体的无机离子寡聚体,并作为前驱体实现了无机化合物的聚合与交联生长。无机离子聚合与交联反应体系的提出,实现了“像制造高分子材料一样制造无机物”。近期, 刘昭明团队 应邀对“无机离子聚合与交联”这一新反应体系进行了系统介绍。文章从材料合成的角度出发,首先系统评述了无机、高分子反应前驱体及材料的制备模式,并以此为基础,详细介绍了无机离子寡聚体的构建方式及其聚合与交联的反应过程。之后,重点介绍了无机离子聚合与交联反应体系在连续结构材料的可塑制备、生物硬组织修复、有机-无机共聚反应、仿生复合结构材料制备等方面的应用。最后讨论和展望了无机离子聚合与交联在未来的发展方向及挑战。
上述工作以专论形式在《高分子学报》2021年第6期"高分子优秀青年学者专辑"印刷出版,第一作者为浙江大学硕士生方威风,通讯作者为浙江大学刘昭明研究员


原文链接:

https://dx.doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2021.21034


来源:高分子学报


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