納米網絡結構高分子材料取得新進展

　　納米網絡結構聚合物是一類具有三維相連通的層次化納米網絡孔道結構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同效應，在吸附、分離、催化和能源等領域具有潛在的應用優勢。網絡單元是設計納米網絡結構材料的核心要素，因為它決定材料的孔結構、骨架化學和物理結構，進而決定材料的性能及用途。然而，目前納米網絡結構材料的網絡單元通常是無孔實心納米球。因此，這裡有個關鍵的科學問題必須回答，即如何實現網絡單元的創新結構設計？

　　有鑒于此，吳丁财老師和合作者提出一種全新的聚苯乙烯羰基交聯法，成功地實現了納米球網絡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，這些新型網絡單元的形貌依然屬于常規的零維球形。

　　最近，我們進一步采用聚苯乙烯分子刷作為構築單元，然後利用羰基交聯法形成一種新穎的三維納米網絡結構，其網絡單元是全新的微孔納米線。該方法不僅将網絡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确調控網絡單元的納米結構，例如，當分子刷的側鍊聚合度由200減小到60時，納米線的直徑相應地由12 nm減小到8 nm。由于其獨特的層次孔協同效應，這類納米網絡結構聚苯乙烯材料的吸附性能明顯優于有序中孔聚合物。這一研究成果發表在美國化學會《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）。