高性能多孔有机聚合物绿色制备与加工

摘要:多孔有机聚合物材料(POPs)具有化学稳定性好、比表面积高以及易功能化修饰等特点,在气体吸附与分离和绿色催化等领域展现出巨大的应用前景. 目前,大多数POPs 制备采用有机溶剂热法,过程繁琐复杂、条件苛刻,其产品往往为不溶解不熔融的粉末,难以加工成型,限制了其进一步发展和实际应用. 本综述从功能导向的POPs 分子设计和调控出发,系统阐释绿色制备与加工成型的核心原则,重点介绍了当前POPs 绿色制备与加工的研究进展,并探讨了POPs 绿色制备与加工的未来发展方向及重点.

熔融纺高强度聚酰胺纤维及其凝聚态结构调控研究进展

摘要:聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维,也是当今产量第二大的合成纤维,因其具有拉伸断裂强度高、断裂伸长率大、回弹性优等特性,而被广泛应用到纺织服装、工业丝、家纺和特殊防护等领域. 随着工业技术的发展革新,常规的聚酰胺纤维由于断裂强度较低已难以满足某些特殊应用场景的性能需求. 聚酰胺相邻分子链间的酰胺键间极易形成氢键,致使分子链间的相互作用力较强,难以通过高倍牵伸获得高取向结构从而限制了其强度的提高. 为突破现有纺丝体系下聚酰胺纤维力学性能的瓶颈,需要深入了解工艺−结构−性能三元关系,精准调控聚酰胺纤维的多层次结构,进而实现聚酰胺纤维的高强化. 本文就纺丝阶段的三个重要阶段(熔融挤出、牵伸和热定型)讨论了纤维在成形过程中的多尺度结构演变以及纺丝参数对其结构−性能的调控机制,有望为高强聚酰胺纤维工艺设计提供理论指导.

黑色聚酰亚胺薄膜:结构、性能与应用

摘要:黑色聚酰亚胺(black polyimide,BPI)作为一种新型关键材料,已在柔性有机电子领域崭露头角,尤其在电子器件和柔性集成线路板中应用前景广阔. 与传统聚酰亚胺相比,用于集成电路载板的黑色聚酰亚胺不仅保持了其固有的机械稳定性和热稳定性,更展现出丰富的功能性,包括卓越的光屏蔽能力、抗氧化性以及能有效保护电路设计免遭逆向工程破解. 这些特性使其成为有机电子器件的理想基底材料候选者. 尽管针对黑色聚酰亚胺的制备与应用已有广泛研究,但整合其多维度进展的系统性综述目前尚缺,相关领域的整体发展脉络尚未得到充分探讨. 此外,通过化学结构的分子工程学策略来改性聚合物性能已被广泛应用,这在新型高分子材料的设计与制备中尤为显著. 基于此,本综述聚焦于黑色聚酰亚胺的分子设计,通过融合增色原理与制备技术,系统评述其设计策略与研究进展. 最后,对黑色聚酰亚胺当前在制备与应用中面临的挑战及未来发展方向进行了探讨与总结.

从聚烯烃到小分子化合物的化学转化新进展

摘要:废弃塑料的回收利用已成为全球关注的问题. 其中,以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯为代表的聚烯烃塑料因化学惰性而难以在自然环境中降解,化学回收利用存在巨大挑战性. 本文系统综述了近年来基于碳链断裂实现聚烯烃化学升级回收的研究进展,重点讨论了不同催化体系在调控降解路径与产物选择性方面的作用机制. 通过优化反应条件(如温度控制与催化剂结构设计)以及引入光催化和生物-化学耦合等新兴技术,可以高效地将塑料废弃物转化为高价值化学品,包括烷基芳烃、羧酸、苯甲酸等. 展望未来,亟需开发低成本且高稳定性的催化剂,进一步优化工艺过程,并推动化学回收的规模化应用,从而实现塑料废弃物的可持续管理.

金催化炔烃分子内环化反应及应用研究进展

摘要:金催化剂由于具有高反应性、独特选择性、对π键的高亲和力等优点, 通常用于活化炔烃、烯烃和联烯等化合物. 其中, 金催化剂不仅能够活化炔烃形成乙烯基金中间体或者金卡宾中间体参与反应, 而且也能够催化炔烃发生分子内环化构建新型杂环或多环化合物. 此综述总结了近八年来金催化炔烃的分子内环化反应, 包括不同亲核性的碳原子和杂原子与炔烃的分子内环化反应, 及其在天然产物全合成领域方面的应用.

手性大环化合物在超分子催化中的研究进展及应用

摘要:催化技术在现代科学和工业中具有不可替代的重要意义, 并在生物医药、绿色化学等方面发挥了重要作用. 大环化合物因其独特的分子识别能力以及通过非共价相互作用形成包合复合物的特性, 展现出高效的催化剂性能. 其中,手性大环化合物凭借其手性特征, 能够实现高效的手性诱导和选择性识别. 其内部空腔可容纳底物进行预组织排列,从而促进高效的化学转化过程. 因此, 手性大环化合物作为超分子催化体系的理想平台, 在不对称催化中表现出优异的催化活性和选择性. 此文综述了近年来手性冠醚、手性环糊精、手性杯芳烃和手性柱芳烃等手性大环化合物在不对称催化中的研究进展和应用, 并期望为超分子不对称催化研究提供参考.

高效聚集诱导发光光敏剂的合成策略

摘要:聚集诱导发光(AIE)光敏剂即便处于高分子化或聚集态, 仍能维持强荧光特性且高效产生活性氧(ROS), 已成为新一代光动力治疗(PDT)候选材料. 围绕近年研究领域中分子电子结构与分子运动调控策略的相关进展, 重点梳理了构建供体-受体(D-A)框架的合成策略(如Suzuki-Miyaura 偶联、Stille 偶联、Buchwald-Hartwig 偶联、Sonogashira 偶联、Knoevenagel 缩合), 调控π 共轭骨架的合成策略(如Heck 反应、Vilsmeier-Haac 反应), 增强自旋轨道耦合(SOC)的合成策略(如Menshutkin 反应、点击反应、金属配位反应), 以及分子运动限制策略(聚合物封装和纳米颗粒负载). 通过多维分子设计与材料工程协同, AIE光敏剂已在近红外成像与深部PDT疗效方面取得了显著进展. 展望未来, 可以借助机器学习辅助的分子筛选和多模态递送平台, 加速AIE 光敏剂向临床深部实体瘤精准光疗的转化.

窄谱带有机长余辉材料的研究进展

摘要:有机长余辉材料在高分辨显示、信息加密、生物成像等领域展现出广泛的应用潜力. 然而, 传统有机长余辉材料的发光光谱半峰宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)通常较大(70~100 nm), 普遍存在色纯度低的问题, 难以满足高分辨光学应用需求. 近年来, 研究者通过材料设计创新和光物理过程调控, 成功实现了长寿命激发态与窄谱带(FWHM<50 nm)发射的结合, 显著提高了有机长余辉材料的色纯度. 窄谱带有机长余辉材料近年来得到了快速发展,但目前尚缺乏系统的总结. 综述了窄谱带有机长余辉材料的设计策略, 从室温磷光机理(Room Temperature Phosphorescence,RTP)、延迟荧光机理(Delayed Fluorescence, DF)和能量转移机理(Energy Transfer, ET)三个方面, 详细总结了最新的研究进展, 并展望了未来的发展方向.

有机自由基材料在生物医学领域的研究进展

摘要:有机自由基材料因其特殊的开壳电子结构, 展现出独特的磁学、光学和氧化还原特性, 已在生物医学领域得到广泛应用. 但多数有机自由基寿命极短, 难以实现分离, 目前仅能通过立体化学等少数策略获得稳定的自由基材料.因此, 如何开发稳定的自由基材料一直是近年来研究的重点和难点. 综述了有机自由基材料的分类、分子设计和基本特性, 论述了该材料在生物医学领域的应用, 尤其是在生物成像、光动力治疗、光热治疗以及协同治疗等方面的应用.此外, 讨论了这些有机自由基材料目前所面临的各种挑战及未来发展机遇.

电子上转换的基本原理及其在有机催化中的应用

摘要:光子上转换(Photon upconversion)作为一种突破斯托克斯限制的光子能量增益技术, 已在发光材料与器件领域展现出重要应用价值. 受此物理过程的启发, 化学家近年来将其核心概念拓展至有机催化领域, 由此衍生出电子上转换(Electron upconversion)这一创新催化范式. 该策略通过电子作为催化媒介, 实现反应物向产物的高效转化. 相较于基态转化过程, 自由基转化过程的放能更小, 速率更快; 反应过程中产生的上转换中间体通过将电子传递给原料来完成催化循环. 目前发展的电子上转换策略主要包括: 分子解离型(如单分子均裂过程, 分子缔合型(如形成双分子三电子键),超级电子供体体系等. 这些策略已成功应用于C—N 偶联, Si—Si 键活化等重要有机反应中, 为绿色催化提供了新思路.此文详细介绍了其理论机制(包括热力学和动力学基础), 反应类型以及在催化合成中的应用, 概述了相关领域的发展前沿.