蘭州化物所等聚合物刷可控制備研究取得新進展

發布時間：2013-08-23 10:00 原文鏈接：蘭州化物所等聚合物刷可控制備研究取得新進展

　　中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室表/界面材料課題組與荷蘭內梅亨大學、香港理工大學合作在聚合物刷的研究方面取得新進展。研究工作發表在近期出版的Angew. Chem. Int. Ed.(2013, DOI: 10.1002 /anie.201304449)和Adv. Mater.(2013, 25, 3343-3350)。

　　表面引發原子轉移自由基聚合(SI-ATRP)是在基底表面構筑刷型軟物質界面的主要方法，但是仍然面臨突出問題：反應需要惰性氣體保護、大量單體溶液浪費以及聚合物鏈增長的可控性較差等。研究人員利用活潑金屬如Al，Zn等在聯吡啶的存在下將Cu(II) 連續不斷還原為Cu(I)，利用“三明治”結構聚合裝置實現微量溶液的聚合，改變金屬的形狀和傾斜角度即可制備多種梯度或織構化聚合物刷，可以簡單一步實現在同一個基底上接枝多種聚合物刷(Angew. Chem. Int. Ed. 2013)。文章得到審稿專家的高度評價，他們認為“This is a very innovative way to produce gradient polymer brushes on the macroscopic scale. Really nice work and surely of general significance for a broad readership. Publish as is!!” 該文章被評為Angew. Chem. Int. Ed.的熱點文章和內封面文章。

　　利用類似原理，該課題組還發展了光誘導的表面引發ATRP聚合新方法。TiO2是一種性能優異的無機半導體材料，在紫外光照射下能產生電子和空穴，該課題組利用激發的電子將空氣中穩定存在的Cu(II)/L還原為Cu(I)/L進而催化自由基聚合，實現多種單體的接枝聚合和聚合物刷的可控制備，并在TiO2納米線、納米管表面實現自催化原位表面引發聚合，該工作發表在ACS Macro Lett.(2013, 2, 592-596)，為7月份該雜志閱讀量最多的前5篇論文之一。

　　用表面引發聚合制備結構和成分可控的刷型軟物質界面，在潤滑、防污、表面性質調控等領域有重要研究價值。

　　上述研究工作得到了國家杰出青年基金和面上項目(21125316, 51171202)，中科院重點部署項目(KJZD-EW-M01)和科技部“973”項目(2013CB632300) 的支持。