單分散多孔聚合物和炭納米球取得新進展

　　單分散多孔納米球兼具零維球形和發達孔隙率的結構特點，在吸附分離、藥物緩釋、能量轉換與存儲、催化劑載體等領域具有廣泛的應用前景。然而，如何制備小尺寸（< 500 nm）的單分散多孔聚合物納米球一直是當今材料科學的一個學術難題。這是因為在納米球内部交聯造孔過程中經常難以避免球間交聯團聚而失去單分散性，而且球徑越小球間交聯越嚴重。

　　最近，我院歐陽毅碩士生、師慧敏本科生、符若文教授和吳丁财副教授（通訊作者）發現利用超交聯反應，可在每個納米球表面非常快速地形成近乎完全交聯的聚合物薄層，随後将交聯反應限域在單個納米球内部進行，不僅避免了潛在的球間交聯，還構築了極具剛性的微孔網絡結構，由此合成具有高度單分散（PDI=0.005）的微孔聚苯乙烯納米球，其粒徑可低至190 nm。這些單分散微孔聚苯乙烯納米球具有優良的膠體穩定性、藥物吸附－緩釋性以及有機蒸汽吸附特性。進一步地，我們發現由于具有超高交聯化學結構，這類聚合物納米球經水熱預氧化和高溫炭化處理可轉化為單分散微孔炭納米球，其BET比表面積和孔容分别高達1357 m2g−1和1.02 cm3g−1。相關研究成果最近發表在Nature集團新刊《Scientific Reports》上，題為“Highly Monodisperse Microporous Polymeric and Carbonaceous Nanospheres with Multifunctional Properties”（Yi Ouyang, Huimin Shi, Ruowen Fu, Dingcai Wu*. Scientific Reports, 2013, 3, 1430）。