本篇匯總將帶大家閱覽近期各類高分子材料的最新研究進展。

    1、ACS Nano：使用細胞膜包被的納米海綿作為構建塊的自組裝膠體凝膠

    近日，加州大學圣地亞哥分校的張良方（通訊作者）等人展示了使用細胞膜涂覆的納米粒子作為構建塊的膠體凝膠，其完全基于材料自組裝而無化學交聯凝膠化。具體制備紅血球膜包被的納米海綿，并將其與適量的陽離子納米顆粒混合，導致自發形成的凝膠狀復合物。流變測試表明，納米海綿膠體凝膠具有明顯的剪切稀化性能，使其成為注射劑。凝膠制劑不僅保留了納米海綿的毒素中和能力，而且大大延長了皮下注射到小鼠組織中的保留時間。當在皮下組A鏈球菌感染的小鼠模型中測試時，納米海綿狀膠體凝膠通過顯著減少皮膚病變發展顯示顯著的抗菌功效。

    文章鏈接：Self-Assembled Colloidal Gel Using Cell Membrane-Coated Nanosponges as Building Blocks （ACS Nano, 2017, DOI: 10.1021/acsnano.7b06968）

    2、Adv. Funct. Mater.：共軛聚合物混合物中的高塞貝克系數

    近日，林雪平大學的martijn.kemerink（通訊作者）等人通過合理設計態密度（DOS），在保持摻雜有機半導體摻雜物的合理電導率的同時，證明了獲得高電子塞貝克系數的通用方法。將具有最淺占據分子軌道（HOMO）水平 - 聚（3-己基噻吩）（P3HT）的聚合物半導體與具有更深HOMO（PTB7，TQ1）的材料混合以形成P3HTx：B1-x 0≤x≤1）即由F4TCNQ摻雜的p型。對于B = PTB7，在x = 0.10時實現了電導率σ= 0.3Sm-1的塞貝克系數S =1100μVK-1，而對于B = TQ1，S =2000μVK-1和σ= 0.03Sm-1在x = 0.05時實現。基于實驗參數的動力學Monte Carlo模擬與實驗結果吻合良好，證實了預期的機理。仿真用于推導參數調整的設計規則。這些結果可能與低功率、低成本的應用（例如向自治傳感器提供電力）相關，其中高塞貝克系數直接轉化為熱發電機中比例減少的支路數量，因此降低了制造成本和復雜性。

    文章鏈接：High Seebeck Coefficient in Mixtures of Conjugated Polymers （Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201703280）

    3、Adv. Funct. Mater.：空間配置與結構約束的皺紋圖案和多尺度表面演變

    彈性不穩定性（例如起皺和折痕）可以實現方便的策略，以將可逆的圖案形貌賦予表面。近日，諾桑比亞大學的Ben Bin Xu和劍橋大學的John Sime0n Biggins（共同通訊作者）等人介紹了經典的柔軟基底上集中硬層系統的方法。這種方式是在適度的單軸壓縮下產生平行諧波褶皺，在高壓下重復，最終演變成深度折疊和折痕。通過引入微米尺度的平面布拉維點陣空間來對襯底進行圖案化，這些不穩定性被引導到各種不同的圖案中，包括平行帶和星形帶的起皺，并從根本上降低閾值壓縮。通過考慮一個簡單的平面應變模型來模擬基板變形，通過剛性表面層上的褶皺來修飾實驗模式和閾值。實驗還顯示了在適度壓縮下的局部皺褶轉變，產生具有不同代不穩定性的等級表面。通過改變幾何輸入，可以控制表面形態的逐步演變。這些結果證明了對表面彈性不穩定性的模式和閾值的相當大的控制，并且與變形表面的許多新興應用（包括可穿戴/柔性電子器件、生物醫學系統和光學器件）有關。

    文章鏈接：Spatially Configuring Wrinkle Pattern and Multiscale Surface Evolution with Structural Confinement （Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201704228）

    4、Adv. Funct. Mater.：一種具有成骨和抗菌特性的多功能聚合物牙周膜

    牙周炎是影響人類牙齒支持組織的普遍的慢性破壞性炎癥疾病。引導組織再生策略通常通過使用牙周膜被廣泛用于牙周組織再生。這些膜的主要作用是建立一個機械屏障，防止牙齦上皮的頂端遷移，從而允許牙周膜和骨組織的生長選擇性重新填充根表面。近日，內布拉斯加州立大學的Ail Tamayol和加利福尼亞大學的Alireza moshaverinia（共同通訊作者）等人開發了一種含有氧化鋅（ZnO）納米粒子的骨傳導性，抗菌性和柔韌性的聚（己內酯）（PCL）復合膜。通過PCL和ZnO顆粒的靜電紡絲來制造膜。詳細研究了工程膜的物理性能，力學性能和體外降解性能。此外，分析了所開發的膜的骨傳導性和抗菌性。用大鼠牙周缺陷模型評估膜的功能，結果證實工程膜具有骨傳導性和抗菌性，在牙周組織工程中具有巨大潛力。

    文章鏈接：A Multifunctional Polymeric Periodontal Membrane with Osteogenic and Antibacterial Characteristics （Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201703437）

    5、Adv. Funct. Mater.：基于電紡聚偏氟乙烯 - 銀納米線復合納米纖維的高性能摩擦電化學納米發生器

    近日，成均館大學的Jeong Ho Cho、Sang-Woo Kim和Hyeon-Jin Shin（共同通訊作者）等人描述了用于高性能摩擦納米發電機（TENG）的鐵電聚合物 - 金屬納米線復合納米纖維摩擦電層的制備。電紡聚偏二氟乙烯（PVDF） - 銀納米線（AgNW）復合材料和尼龍納米纖維在TENG中分別用作頂部和底部的摩擦電層。靜電紡絲過程有利于聚合物鏈的單軸拉伸，這增強了形成PVDF的最極性結晶相的高取向晶體β相的形成。通過引入納米線的表面電荷和PVDF鏈的偶極之間的靜電相互作用，AgNW的添加進一步促進了β相晶體形成。使用X射線衍射（XRD）和開爾文（Kelvin）探針力顯微鏡技術，系統地分析加入納米線后β-相形成的程度和表面電荷電位的變化。捕獲誘導的摩擦電荷的能力在將納米線添加到PVDF基質上時增加。 PVDF-AgNW復合納米纖維增強的表面電荷電位和電荷捕捉能力顯著提高了TENG輸出性能。最后，靜電紡絲納米纖維的機械穩定性以及通過在PVDF的熔融溫度附近進行熱焊接保持TENG的性能顯著增強。

    文章鏈接：High-Performance Triboelectric Nanogenerators Based on Electrospun Polyvinylidene Fluoride–Silver Nanowire Composite Nanofibers （Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201703778）

    6、Adv. Mater.：含有離子液體的無機/有機雙網凝膠

    近日，神戶大學的 Hideto Matuyama（通訊作者）等人制備了由無機/有機互穿網絡和大量離子液體（ILs）組成的高度穩定的離子凝膠（稱為雙網絡（DN）離子凝膠）。具有80 wt％IL含量的DN離子凝膠顯示出非常高的機械強度：超過28 MPa的壓縮斷裂應力。在DN離子凝膠制備中，在IL中形成了物理鍵合的二氧化硅納米粒子的脆性無機網絡和聚二甲基丙烯酰胺（PDMAAm）的延性有機網絡。由于無機/有機網絡的不同反應機理，DN離子凝膠可以通過簡單且可自由變形的一鍋法合成來形成。它們可以通過不僅通過多步驟而且通過單步驟處理來操縱無機和有機網絡的形成順序而以可控方式進行制備。當二氧化硅顆粒在PDMAAm網絡形成之前形成網絡時，可以制備DN離子凝膠。 DN離子凝膠中的脆性二氧化硅粒子網絡作為犧牲鍵，在加載時容易斷裂耗散能量，韌性PDMAAm網絡通過橡膠彈性保持材料的形狀。考慮到二氧化硅顆粒之間的可逆物理鍵合，DN離子凝膠通過退火表現出明顯的恢復能力。

    文章鏈接：Inorganic/Organic Double-Network Gels Containing Ionic Liquids（Adv.  Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201704118）

    7、Adv.  Mater.：在室溫下具有優異韌性和快速自愈性的透明彈性體

    自愈合聚合物最重要的性能是在室溫下高效回收并延長耐久性。但是，這兩個特點是矛盾的，難以同時進行優化。近日，科技大學（UST）的Jeyoung Park 、Dongyeop X.Oh和 Sung Yeon Hwang（共同通訊作者）等人開發了具有高拉伸強度和韌性（分別為6.8 MPa和26.9MJ m-3）的透明且易加工的熱塑性聚氨酯（TPU）。這種TPU優于已報道的當代室溫自凝材料，并且通過由硬段嵌入的芳族二硫化物在2小時內快速地愈合。將TPU薄膜切成兩半并復原后，在2小時內機械性能恢復到原始樣品的75％以上。具有不對稱脂環結構的硬鏈段比具有對稱脂環族、線性脂肪族和芳香族結構的那些聚合物更有效。流變學和表面研究所示，不對稱結構為嵌入芳族二硫化物提供了最佳復分解效率，同時保持了TPU顯著的機械性能。室溫下自動修復TPU膜上的劃痕檢測電傳感器的演示表明，該膜在可穿戴電子工業中具有潛在的應用。

    文章鏈接：Superior Toughness and Fast Self-Healing at Room Temperature Engineered by Transparent Elastomers （Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201705145）

    8、Macromolecules：從電紡聚合物核-殼纖維到聚合物半球和球：兩種類型的轉化過程和線性撕裂膜

    電紡聚合物核 - 殼纖維由于其在電子器件，藥物輸送和組織工程等領域的有前景的應用而受到關注。然而，聚合物核 - 殼纖維的形態轉變卻很少被研究。近日，臺灣交通大學的 Jiun-Tai Chen（通訊作者）等人研究了熱退火對電紡聚苯乙烯（PS）/聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）核 - 殼纖維在PMMA膜上形態轉變的影響。發現了兩種類型的轉換過程。在第一種類型的轉變過程（類型I）中，PS核心在退火過程之后轉變為半球形粒子；在第二種類型的轉變過程（類型II）中，PS核在退火過程之后轉變成球形顆粒。根據兩種不同類型的轉換過程的預測，半球形和球形PS域的測量尺寸分為兩個分類區域。還觀察到，兩種不同類型的轉變過程的波動幅度的增長率是相似的，但是類型I光纖在后期退火時間開始比II型光纖起伏。當PS粒子被選擇性地去除時，具有線性排列空腔的PMMA膜被用于撕裂實驗，這證明了研究含腔膜的機械性能的潛力的概念證明。

    文章鏈接：From Electrospun Polymer Core–Shell Fibers to Polymer Hemispheres and Spheres: Two Types of Transformation Processes and Tearing Films with Linearly （Macromolecules, 2017, DOI: 10.1021/acs.macromol.7b01916）

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責任編輯：楊揚

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