含氟环氧树脂的构筑、结构调控与性能

摘要:近年来,随着现代科技在航空航天、电子信息、深海工程等领域的快速发展,对极端环境(高温、高湿、强腐蚀、高频电场等)下服役材料的综合性能要求日益严苛,而传统环氧树脂存在耐热性不足、化学稳定性有限等固有局限,为此通过精准的分子设计与结构调控,将氟原子或含氟基团引入环氧树脂体系,开发出一系列具有优异耐热性、低介电常数及高化学稳定性的含氟环氧树脂。该类材料在保留环氧树脂高机械强度与良好附着力的基础上,凭借C—F键的高键能与氟原子的强电负性,显著提升了其在高温、高湿、强腐蚀与高频电场等极端环境下的综合性能。本文从含氟环氧树脂的构建方法及氟化改性机制出发,依据氟引入方式的不同,系统综述了化学改性、物理共混与表面氟化等策略对其聚集态结构、界面特性与性能的影响规律,梳理了各类含氟环氧树脂在重防腐涂层、高频电子封装、极端环境复合材料等领域的应用与研究进展,并进一步探讨了当前其在成本控制、性能平衡与环境适应性等方面存在的问题,最后展望了该材料在绿色合成、智能响应及高通量设计等方向的发展趋势与挑战。

自由基硒磺酰化研究进展

摘要:硒磺酰化已成为同时构建C—Se 和C—S 键最为快速和实用的方法之一, 该转化制备的硒代砜类化合物不仅在药物研发、天然产物结构单元修饰及功能材料中占据重要地位, 而且能作为通用的合成中间体实现进一步转化. 自由基硒磺酰化具有反应活性高、条件温和及官能团耐受性优良等特点, 近二十年来取得了蓬勃发展. 从磺酰化试剂的种类出发, 将该领域细分为来源于硒磺酸酯、磺酰肼、亚磺酸钠/亚磺酸、芳基重氮盐与1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸(DABSO)结合、环丁酮肟酯与DABSO 结合以及炔烃与DABSO 结合, 简要论述了近年来自由基硒磺酰化反应的研究进展.

水相中的自由基反应研究进展

摘要:自由基在化学反应中具有高反应活性和独特的选择性等特点, 是构建复杂分子骨架的重要反应中间体. 然而,传统的自由基反应严重依赖有毒、易挥发、易燃的有机溶剂, 而水作为一种无毒、不可燃、廉价易得且对环境友好的绿色溶剂, 发展以水为溶剂的自由基反应, 为突破传统自由基反应的局限性提供了很好的解决方案, 是当前绿色化学领域的一个前沿焦点. 本文主要总结了2020~2025 年间以水为溶剂的自由基反应研究进展, 按照水相中的不同反应类型进行分类介绍, 主要有以下几类: (1) C—H/C—C 键氧化反应, (2)偶联反应, (3)烯烃/炔烃自由基加成反应, (4)其他类型反应.

光催化自由基介导的内酯合成研究进展

摘要:内酯是一类重要的化合物, 广泛存在于许多天然产物和药物分子中. 因为其独特的性质和广泛的应用, 有机化学家们对它的合成做了许多研究. 近年来, 光催化和自由基化学的快速发展为内酯的合成提供了许多新思路. 此综述将从分子内环化和分子间环加成反应两个方面, 对光介导的自由基历程合成内酯的工作进行梳理, 总结并归纳它们的机理和优势, 希望能为该领域提供新的研究视角.

烯烃自由基阴离子的可控产生与转化

摘要:烯烃自由基阴离子作为一类兼具自由基与碳负离子双重反应特性的高活性中间体, 在有机合成领域展现出独特的应用价值. 然而, 由于缺少温和可控的产生方法, 导致其参与的反应类型受限、底物适用范围较窄, 且反应立体选择性难以调控等问题. 因此, 烯烃自由基阴离子的可控生成与高选择性转化面临着多重挑战. 近年来, 随着新型催化体系的持续开发与不断发展, 烯烃自由基阴离子的反应类型已得到初步拓展, 为相关领域的合成研究提供了更多可能性.本文将从烯烃自由基阴离子的不同生成方式及其参与的多样化转化反应两个维度出发, 简要综述该类中间体的三类主要生成策略——化学还原、电化学还原和光化学还原, 及其在几类重要烯烃转化反应中的研究进展, 并对该领域未来的发展方向进行展望.

聚对苯二甲酸酯降解酶的分子改造技术进展研究

摘要:塑料污染已成为全球性的环境挑战,其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为应用最广泛的合成塑料之一,其高效降解技术的开发对推动塑料废弃物管理和资源化利用至关重要。近年来,研究表明,以PET降解酶为核心的生物催化降解策略可实现PET废弃物的闭环处理。因此,PET降解酶的性能优化已成为该领域的研究重点。本文系统解析了PET降解酶与底物之间的相互作用机制,在此基础上,从定向进化、半理性设计、理性设计和机器学习驱动设计四个方面,综述了PET降解酶的分子改造技术进展,特别强调了机器学习在PET降解酶分子改造中的重要作用,并分析了当前研究面临的重要挑战,包括PET降解酶在低温条件下催化活性不足,限制了其在堆肥等低温环境中的应用;PET降解酶对高结晶度PET的解聚效率较低,难以满足工业化降解需求。针对上述问题,机器学习与酶工程深度融合是未来发展的重要趋势,从而加速高效PET降解酶的开发,突破生物降解技术的产业化瓶颈,推动绿色循环经济的高质量发展。

嵌段型热塑性弹性体——现状与进展

摘要:热塑性弹性体具有独特的微相分离结构,使其既具备橡胶弹性,又能够在高温下重塑. 嵌段型热塑性弹性体是热塑性弹性体中最典型的品种,其链结构具有多样性,这不仅丰富了嵌段型热塑性弹性体的宏观性能,还使其得到了广泛应用. 本文综述了已工业化的几种嵌段型热塑性弹性体,以及多年来人们为改善它们耐热性、耐化学性和力学性能,在硬段和软段物理改性、化学修饰以及动态共价交联等方面所做的工作;介绍了研究者在物理与化学双重交联的热塑性弹性体构建中发现的形状记忆和自修复功能,以及嵌段型热塑性弹性体的介电性能;展望了嵌段型热塑弹性体在智能电子、仿生机器人等高端领域中的应用前景. 进一步介绍了生物基和生物降解热塑性弹性体,以及以废弃高分子为原料的热塑性弹性体的制备研究。

氯化聚氯乙烯:从改性塑料到功能化应用的研究进展

摘要:氯化聚氯乙烯材料由于其独特的物理化学性能,在工业界和学术研究领域都引起了广泛的研究兴趣. 本文从氯化聚氯乙烯的合成与氯化反应机理、早期作为改性塑料的研究、及近期报道氯化聚氯乙烯的功能化应用研究这3 个方面展开综述. 重点回顾了国内外氯化聚氯乙烯材料的发展概况,并介绍了氯化聚氯乙烯通过合金化改性的相关研究进展,及其近期在纤维领域、微孔膜、聚合物电解质及在废弃锂电池中金属回收处理等功能化应用中的研究进展,为相关氯化聚氯乙烯材料的研究工作者,及不同应用领域的科研人员开阔新的研究思路. 最后,本文还对氯化聚氯乙烯材料在未来的发展上做出了相应的展望,以促进氯化聚氯乙烯在上游合成领域及下游应用研究领域的多元化、高质量发展.

基于物理信息深度学习的高分子流变学研究:挑战、方法与应用

摘要:高分子流变学旨在理解材料从微观到宏观的流动与变形特性,但传统建模方法在处理复杂非线性、多尺度模拟及数据解析方面长期面临挑战. 物理信息深度学习(PIDL)通过将流变学物理定律嵌入深度神经网络,减少对大量数据的依赖,提高模型泛化能力和物理合理性,为解决高分子流变学面临的挑战提供新的途径. 通过探讨PIDL 的基本原理,包括其模型架构、物理信息损失函数设计(如MSE、MAE及稀疏/残差损失)和损失函数优化方法(如梯度下降、自适应权重调整),并分析PIDL 在高分子流变学中的具体应用,涵盖了概率模型、生成式模型、神经算子、图神经网络和强化学习等多种模型架构,展示其在参数优化、流变特性预测、逆问题求解及数字孪生集成等方面的潜力. 尽管PIDL 展现出显著优势,但仍面临数据获取成本高、模型可解释性弱、多尺度求解精度不足及鲁棒性等问题. 未来发展方向包括利用多保真技术、物理信息增强数据、优化算法、结合数字孪生、推断因果关系以及应用元学习和可解释人工智能(XAI)来提升模型性能和实用性.

柔性透明电极基底及其在有机光伏中的应用进展

摘要:柔性有机太阳能电池(flexible organic solar cells, FOSCs)由于具有柔性、重量轻、成本低和可印刷等优势,在智能建筑、便携式供电设备以及可穿戴器件等领域展现出广阔的市场前景. 作为FOSCs 的核心组成部分,柔性基底不仅决定了器件的机械性能,还对柔性透明电极的透射率、耐用性等关键特性产生影响. 本文系统综述了各类柔性基底的最新研究进展,探讨了柔性基底对器件结构及性能的影响,并分析了不同类型柔性基底所面临的挑战. 最后,针对柔性基底在提升器件性能与稳定性方面的关键问题进行了探讨,并展望了其在未来柔性器件中的应用潜力.