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?IF=62.1,重磅Chem. Rev.:動態共價化學在共價網絡聚合物中的新進展

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第一作者:Zepeng Lei
通訊作者:張偉
通訊單位:科羅拉多大學波爾德分校

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張偉科羅拉多大學教授。2008后就職于科羅拉多大學(博爾德主校區, University of Colorado Boulder),并分別于2014年和2018年晉升為終身副教授和教授, 2018年至2021年任副系主任,2022年7月起任系主任。2015年獲聘蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)客座教授,2014年吉林大學唐敖慶客座教授,2013年獲科羅拉多大學教師成就獎,2013年獲艾爾弗雷德·斯隆研究員(Alfred P. Sloan Fellow),2013年獲CAPA杰出青年教師獎,2012年獲3M青年教師獎,2011年獲美國自然科學基金職業獎(NSF Career Award), 2011年獲科羅拉多大學年度新發明家。研究的主要方向是基于動態共價化學(Dynamic Covalent Chemistry)開發可廣泛應用于環境、能源和生物等領域的新型有機或復合功能材料,例如用于碳捕獲,分子分離,納米復合,催化,儲能以及自修復等功能材料。(信息來源:https://www.sust.edu.cn/info/1072/16453.htm)
論文速覽
共價網絡聚合物是由共價鍵連續相互連接的原子組成的材料,以熱穩定性和化學穩定性聞名。在過去二十年中,這些材料經歷了顯著的轉變,通過動態共價化學(DCvC)的發展和整合,獲得了如可塑性、環境響應性、可回收性、結晶性和可定制的孔隙性等特性。
本論文探討了動態共價化學(DCvC)在共價網絡聚合物領域的最新進展,特別是這些材料的可回收性和結晶性。文章首先回顧了DCvC的歷史和基本原理,然后深入討論了通過DCvC實現的共價網絡聚合物的可重加工性,包括其合成、表征、動態特性以及主要應用。
接著,論文重點討論了DCvC對共價網絡聚合物結晶性的影響,涵蓋了鍵的多樣性、合成技術以及功能。最后,文章討論了當前共價網絡聚合物領域面臨的挑戰,并對未來的發展方向進行了展望。
圖文導讀
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圖:在共價網絡聚合物中應用的代表性動態共價鍵的時間線。
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圖:定性評估動態共價反應的方法。
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圖:方向性周環反應。
(注:以上為文中部分圖表)
總結展望
本論文深入探討了DCvC在共價網絡聚合物中的應用,特別是在提高材料的可回收性和結晶性方面的最新進展。研究亮點包括:
1. 通過DCvC實現的共價網絡聚合物的可重加工性,這些材料具有自愈合、刺激響應和形狀記憶等特性。
2. DCvC對共價網絡聚合物結晶性的影響,包括鍵的多樣性、合成技術和功能。
3. 論文提出了未來研究的方向,包括進一步提高網絡聚合物的可回收性和可重加工性,發現和利用新的動態共價化學反應,以及在不同應用中找到穩定性與可重加工性之間的最佳平衡。
4. 論文還討論了將這些先進的共價網絡聚合物從實驗室規模轉化為工業應用的挑戰,這需要化學、工程、經濟學和環境科學等多學科的共同努力。
文獻信息
標題:New Advances in Covalent Network Polymers via Dynamic Covalent Chemistry
期刊:Chemical Reviews
DOI:10.1021/acs.chemrev.3c00926

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