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新型液晶高分子材料有望重用
2016-04-19  來源:中國聚合物網
關鍵詞:液晶高分子 聚肽
  小到電子表、計算器上的液晶數字顯示,大一點到手機屏幕,再大些到液晶電視,上述物品中大多是液晶小分子在發揮作用。液晶高分子則是把大量液晶分子單元連接在一起形成的聚合物,近幾十年來相關技術發展迅速。作為新型液晶材料,液晶高分子的結構更為復雜,性能趨于多樣,在航天航空科技、生物材料、能源信息等領域具有重要應用價值。
  10多年來,華東理工大學林嘉平教授團隊始終專注于液晶高分子的基礎研究,在制備合成、性能表征、應用基礎研究等方面成果頻出,受到國內外同行的高度關注和認可,至今已發表SCI論文186篇,他引次數高達2313次,其中130篇論文影響因子大于3.0,20篇重要論文他引945次,單篇最高他引133次,并在國內外學術會議上作大會報告2次,特邀報告41次。
  聚肽是由氨基酸及其衍生物聚合形成的聚合物,具有液晶剛性鏈結構。這種特征使聚肽成為研究液晶高分子性能的很好的模型。另一方面,氨基酸及其衍生物是組成生物蛋白質的最基本單元,由氨基酸及其衍生物聚合而成的聚肽與蛋白質有相類似的結構,研究聚肽對了解蛋白質的結構及生命現象具有十分重要的意義,對目前正在逐步形成的生物高分子學科也有積極作用。更重要的是,聚肽是一類重要的生物醫用材料,在生物醫用材料領域有重要的應用,例如,作為藥物控釋載體和組織工程支架材料等。
  一般而言,我們吃的藥都有一定的有效濃度范圍,濃度太低達不到藥效,濃度高了又對人體有毒。以傳統的膠囊藥物為例,膠囊外衣溶解后,里面的藥物會快速釋放,較快地達到甚至超過有效濃度,而后濃度又較快地降下來,因而藥效持續時間短,導致一天要吃好幾次藥。而通過對聚肽這類液晶高分子的深入系統研究,研究團隊設計研制了多種基于聚肽自組裝膠束的藥物控釋載體,具有可控性強、生物安全性好和載藥量大的特征。也就是說,聚肽的特殊結構可以讓藥物在人體內有效地緩慢釋放,或許我們以后一天吃一次藥就可以了。不止如此,聚肽還可以搭載多種藥物,并且可于不同的時間釋放不同的藥物,以達到最佳療效。另一方面,聚肽是由氨基酸及其衍生物聚合而成的,生物相容性好,且對人體無毒。
  PBZ類液晶高分子(含PBO)是繼Kevlar 纖維之后的新一代高性能材料,實現其高分子量聚合物合成和結構可控制備,對開發液晶高分子的應用領域有著重要的意義。聚亞苯基苯并二噁唑(PBO)纖維,被譽為21世紀超級纖維,具有質輕、高強、高模和耐高溫耐腐蝕等優異性能,可應用于航天航空等高新技術領域。基于長期深入系統的基礎研究工作,目前研究團隊已全面掌握了PBO纖維聚合物紡絲液的化學合成、物理特性和流變性能等基特性,在此基礎上,成功設計加工了PBO聚合紡絲一體化裝置。該成果得益于研究團隊對聚苯并唑(PBZ)類液晶高分子化學合成機理長期研究的基礎工作。此外,近期研究還發現,可以通過改變其聚集態結構,控制PBZ類液晶高分子的光電性能。利用PBZ類液晶高分子的共軛結構,還開發出了兼具導電性能和優異力學性能的結構功能一體化材料。
  在長期的科研工作中,團隊成員也是碩果累累。其中,1人獲得國家杰出青年科學基金資助,1人入選國家百千萬人才工程,2人入選教育部新世紀優秀人才,2人入選上海市曙光學者。團隊累計培養了42名博士和48名碩士,其中1人獲全國百篇優秀博士論文提名獎,3人入選上海市優秀博士論文,1人入選上海市優秀碩士論文。
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(責任編輯:xu)
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