納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物是一類具有三維相連通的層次化納米網(wǎng)絡(luò)孔道結(jié)構(gòu)的新穎多孔高分子材料,由于各層次納米孔道之間的相互協(xié)同效應(yīng),在吸附、分離、催化和能源等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)單元是設(shè)計(jì)納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料的核心要素,因?yàn)樗鼪Q定材料的孔結(jié)構(gòu)、骨架化學(xué)和物理結(jié)構(gòu),進(jìn)而決定材料的性能及用途。然而,目前納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料的網(wǎng)絡(luò)單元通常是無孔實(shí)心納米球。因此,這里有個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)問題必須回答,即如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單元的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?
有鑒于此,中山大學(xué)吳丁財(cái)和合作者提出一種全新的聚苯乙烯羰基交聯(lián)法,成功地實(shí)現(xiàn)了納米球網(wǎng)絡(luò)單元的微孔化和空心化(J. Mater. Chem., 2010, 20, 731-735;Chem. Commun., 2010, 46, 5927-5929;Macromolecules, 2011, 44, 5846-5849)。然而,這些新型網(wǎng)絡(luò)單元的形貌依然屬于常規(guī)的零維球形。
最近,又進(jìn)一步采用聚苯乙烯分子刷作為構(gòu)筑單元,然后利用羰基交聯(lián)法形成一種新穎的三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其網(wǎng)絡(luò)單元是全新的微孔納米線。該方法不僅將網(wǎng)絡(luò)單元從零維的納米球拓展至一維的納米線,而且可在分子水平上精確調(diào)控網(wǎng)絡(luò)單元的納米結(jié)構(gòu),例如,當(dāng)分子刷的側(cè)鏈聚合度由200減小到60時(shí),納米線的直徑相應(yīng)地由12 nm減小到8 nm。由于其獨(dú)特的層次孔協(xié)同效應(yīng),這類納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚苯乙烯材料的吸附性能明顯優(yōu)于有序中孔聚合物。這一研究成果發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)《ACS Nano》(影響因子:10.774)上,題為“Preparation of Polymeric Nanoscale Networks from Cylindrical Molecular Bottlebrushes”(D. Wu*, A. Nese, J. Pietrasik, Y. Liang, H. He, M. Kruk, L. Huang, T. Kowalewski, K. Matyjaszewski*. ACS Nano, 2012, 6, 6208-6214)。
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