曲大輝,華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授、博導(dǎo)。2006年華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士畢業(yè),師從田禾院士,獲全國百篇優(yōu)博;隨后進(jìn)入荷蘭格羅寧根大學(xué)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Ben L. Feringa教授課題組從事博士后研究。2009年回國后建立課題組進(jìn)行有機(jī)功能分子機(jī)器和超分子化學(xué)的研究
Ben L. Feringa,1951年5月18日出生于荷蘭Barger-Compascuum,有機(jī)化學(xué)家,美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院外籍院士,荷蘭皇家藝術(shù)和科學(xué)院院士,歐洲科學(xué)院院士,美國國家科學(xué)院外籍院士,中國科學(xué)院外籍院士,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者,荷蘭格羅寧根大學(xué)教授。
第一作者:Yuanxin Deng通訊作者:曲大輝、張琦、Ben L.Feringa(諾獎(jiǎng)得主)通訊單位:華東理工大學(xué)、格羅寧根大學(xué)論文速覽將單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化為富硫聚合物提供了一種替代化石燃料基塑料的可持續(xù)戰(zhàn)略,但八元環(huán),即S8單體的低環(huán)應(yīng)變,由于缺乏焓驅(qū)動(dòng)力而影響了它們的開環(huán)聚合(ROP),因此聚硫本身是不穩(wěn)定的。作者提出了一種將元素硫轉(zhuǎn)化為富硫熱塑性塑料和粘合劑的新方法。通過與環(huán)二硫化物(如1,2-二硫戊環(huán))共聚,可以簡單且節(jié)能地將元素硫轉(zhuǎn)化為富硫的熱塑性材料。關(guān)鍵策略是結(jié)合兩種類型的ROP,通過二硫鍵交換介導(dǎo),解決聚硫的熱力學(xué)不穩(wěn)定性問題。同時(shí),環(huán)二硫化物的側(cè)鏈易于修飾,為調(diào)控機(jī)械性能和動(dòng)態(tài)功能(如自修復(fù)能力和可降解性)提供了廣闊的化學(xué)空間。本系統(tǒng)有望成為將無機(jī)硫轉(zhuǎn)化為富硫功能性和綠色塑料的起點(diǎn)。圖文導(dǎo)讀圖1:使用無機(jī)硫的高值化策略圖2:富硫聚合物的結(jié)構(gòu)表征圖3:富硫共聚物的機(jī)械性能圖4:S8共聚物的界面粘附強(qiáng)度總結(jié)展望本研究的亮點(diǎn)在于開發(fā)了一種新型的硫基熱塑性共聚物,該材料具有可調(diào)節(jié)的機(jī)械性能、室溫自修復(fù)能力以及在溫和條件下的可降解性。通過控制共聚比例和側(cè)鏈化學(xué)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了材料性能的精細(xì)調(diào)控。此外,共聚物的硫含量可調(diào)(10~70wt%),機(jī)械性能(楊氏模量1 MPa至1 GPa)以及自修復(fù)能力,使其在可穿戴設(shè)備、柔性傳感器、高性能粘合劑和可降解塑料等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景。研究還展示了該材料在工程應(yīng)用中的粘附性能,包括與不銹鋼、玻璃和鋁等常見工程材料的粘附,并證明了其在堿性溶液中的可降解性。這些特性為硫基聚合物的可持續(xù)發(fā)展提供了新的方向。文獻(xiàn)信息標(biāo)題:Converting inorganic sulfur into degradable thermoplastics and adhesives by copolymerization with cyclic disul?des期刊:Nature CommunicationsDOI:10.1038/s41467-024-48097-4