当期目录

2026年 第47卷 第1期    刊出日期：2026-01-10

上一期   

序

汤心颐先生诞辰百年纪念专刊

陈学思, 姜振华, 汪大洋

2026, 47(1):  1-16. 

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目次

高等学校化学学报2026年第47卷第1期封面和目次

2026, 47(1):  1-6. 

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综合评述

高分子流体剪切带的研究进展与挑战

卢宇源, 安立佳

2026, 47(1):  20250354.  doi:10.7503/cjcu20250354

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高分子流体剪切带是强剪切流场下典型的应变局域化现象, 其物理本质与调控机制是高分子流变学领域的核心科学问题. 大尺度分子动力学模拟证实, 剪切带是高分子流体在特定剪切条件下的本征行为, 常伴随稳态剪切应力平台. 最新研究揭示, 剪切带的空间位置由初始缠结网络的结构异质性决定, 平衡态下的局部缠结薄弱区(如， 多重缠结稀疏区)是剪切应变集中的“种子”. 双分散体系研究进一步表明, 链长依赖性迁移与选择性富集形成的“快带软化-慢带硬化”动态耦合机制是剪切带稳定的关键. 本文综合评述了高分子流体剪切带的研究进展, 重点讨论其本征性、 形成机理、 动态演化及稳定性; 总结了关于剪切带研究的主要争议与挑战； 展望了未来研究方向, 强调通过发展高时空分辨原位表征技术、 深化多尺度模拟与理论, 实现剪切带的有效预测与调控, 将为指导高分子材料的精密成型(如， 注塑、 挤出过程中的流变均匀性控制以及超薄膜、 超细纤维等先进制品的可控制备)提供关键理论支撑, 从而显著提升加工效率与产品性能.



偶氮基薄膜的全息光存储

付申成, 刘益春

2026, 47(1):  20250211.  doi:10.7503/cjcu20250211

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全息光存储利用光的干涉和衍射原理记录并重建三维信息， 具有超高存储密度和并行读写能力， 是信息存储的重要发展方向. 在诸多全息存储介质中， 偶氮分子因其分子体积小、 偏振敏感、 光响应速度快、 折射指数变化幅度大及与聚合物基质兼容性好等优势而备受关注. 本文综合评述了40年来偶氮材料在偏振全息存储和表面浮雕光栅领域的发展情况， 特别展示了偶氮分子掺杂的聚合物薄膜高密度复用偏振全息存储的设计思路和实验结果， 分析了偶氮基薄膜用于光子集成芯片的可行性.



环状聚合物的可规模化制备及功能化复合材料研究进展

屈开儒, 郭绿洲, 王文彬, 颜徐州, 曹学正, 杨振忠

2026, 47(1):  20250212.  doi:10.7503/cjcu20250212

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聚合物通常含有不同组成与数目的端基，其物理化学性质与此密切相关. 环状聚合物不含端基， 展现出独特的物理化学性能， 如更小的流体力学尺寸和延缓的降解速度， 引起人们广泛关注. 发展高效的合成方法， 实现环状聚合物的可规模化制备及组分与微结构的精准调控是高分子科学的前沿研究方向. 本文以动态单链纳米颗粒内环化方法可规模制备环状聚合物为例， 展示其面临的关键问题. 以小尺寸环状有机结构化合物为例， 展示了其在若干复合材料中的典型特性. 未来将更加聚焦发展高效合成方法， 精准控制环状聚合物尺寸、 组成及序列结构， 为其规模制备和商业化及高性能复合材料的发展提供新范式.



柔性二维高分子: 高分子的新维度

徐嘉琦, 施睿, 朱有亮, 吕中元

2026, 47(1):  20250343.  doi:10.7503/cjcu20250343

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相较于一维和三维高分子, 二维高分子的理论框架还不完备, 特别是柔性二维高分子, 其独特的构象特征及由此产生的物理性质尚缺乏系统的理论解释, 是当前高分子科学中亟待深入研究的核心科学问题之一. 本文综合评述了柔性二维高分子在理论与计算机模拟方面的研究进展, 首先回顾了20世纪80年代关于系连膜的早期理论研究. 这些研究通过分子动力学模拟, 揭示了自回避相互作用将导致二维网络在热力学极限下展现为平坦构象, 而不会发生预期的皱缩转变. 在此基础上, 进一步阐述了21世纪以来该领域的重要突破: 计算机模拟不仅验证了二维高分子平衡构象与输运性质(如特性黏度)的标度关系, 还通过引入可调网格模型, 在理论上统一了长期存在争议的平坦与皱缩构象, 揭示了两者共存的物理机制; 同时, 建立了从平坦、 多级折叠直至塌缩的完整构象演化路径. 最后, 展望了该领域在精准制备有序柔性网络及利用理论指导智能响应材料设计等方面面临的机遇与挑战.



“芯-屏-器/气-合”——多功能化聚酰亚胺材料的核心技术突破、 性能优化及应用场景探索

胡锦宏, 蔡铭威, 甘一乐, 张扬, 施海南, 闵永刚

2026, 47(1):  20250319.  doi:10.7503/cjcu20250319

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聚酰亚胺作为高性能聚合物的关键代表, 以其卓越的耐热性、 优异的力学性能及突出的介电特性, 在集成电路、 新能源、 航空航天等国家战略新兴领域中扮演着不可替代的角色. 然而, 面对柔性电子、 高效能源转换及“双碳”战略等前沿领域的快速发展, 传统聚酰亚胺材料在介电、 柔性、 功能集成及热管理等方面仍存在显著瓶颈. 基于此, 本文综合评述了本课题组围绕“芯-屏-器/气-合” 5个关键维度所取得的多功能聚酰亚胺的创新研究成果. 在“芯”层面, 发展了具有超低介电常数与高强度的材料体系, 服务于高端芯片封装; 在“屏”层面, 研制出高透光、 耐折曲的柔性薄膜, 满足柔性显示需求; 在“器/气”层面, 一方面拓展了其在能源器件与航空航天热管理中的应用, 另一方面通过结构设计显著提升了气体分离性能, 服务于“双碳”目标; 在“合”层面, 通过构建多维导热网络, 实现了复合材料热管理能力的突破. 本文不仅展示了聚酰亚胺巨大的功能可塑性, 也为解决相关科技领域的关键材料挑战提供了重要的理论与技术支撑.



静电纺纳米纤维过渡金属基双功能电催化剂及其在全解水中的应用

银泳婷, 卢晓峰

2026, 47(1):  20250280.  doi:10.7503/cjcu20250280

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电化学水分解是目前最具潜力的可持续制氢途径之一， 然而， 阴极析氢反应与阳极析氧反应所需的高过电位严重制约了其规模化应用. 过渡金属基催化剂因成本低、 组成可调和具有类贵金属催化活性， 可有效降低电极过电位， 被视为替代贵金属催化剂的理想材料, 因而备受关注. 本文总结了基于静电纺纳米纤维构筑的过渡金属双功能电催化剂的主要类型（金属、 氧化物、 磷化物、 硫化物及碳化物等体系）， 重点讨论了提升其催化性能的关键策略（包括异质界面工程、 杂原子掺杂、 金属-非金属-金属桥接结构设计以及单原子位点调控等）. 最后， 探讨了该领域面临的挑战与未来发展的方向， 以期为高性能全解水电催化剂的理性设计与开发提供参考.



磷酸掺杂型高温质子交换膜的研究进展与改进策略

刘炳辉, 赵成吉

2026, 47(1):  20250262.  doi:10.7503/cjcu20250262

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质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转化效率高、 启动速度快及操作维护方便等突出优势. 在 120~250 ℃范围内运行的高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)无需依靠水进行质子传导， 可以有效简化水管理系统， 同时提升电极反应动力学并强化铂基电催化剂的抗中毒能力. 目前， 磷酸(PA)掺杂的聚苯并咪唑(PBI)膜是HT-PEMFC的首选隔膜材料， 但其面临着抗氧化稳定性不佳以及PA流失等关键挑战. 本文首先阐明了PA掺杂型高温质子交换膜(HT-PEM)的传输机制， 并基于近十年的研究进展对此类材料进行了系统分类; 然后， 重点剖析了HT-PEM面临的关键技术挑战及其应对策略， 并展望了未来的发展趋势.



研究论文

丝素蛋白水凝胶的剪切诱导成胶动力学与机制

陆加霖, 庄雅灵, 王雅楠, 常非, 丁建勋, 陈学思

2026, 47(1):  20250327.  doi:10.7503/cjcu20250327

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通过剪切-加热法诱导丝素蛋白形成富含β-折叠结构的水凝胶, 系统考察了剪切时间、 孵育温度及 蛋白浓度对β-折叠结构组装动力学和凝胶力学性能的影响. 研究结果表明, 0.03 g/mL的丝素蛋白溶液在10000 r/min的转速下剪切10 min并于60 ℃下孵育, 可在30 min内完成凝胶化, 形成含63.51% β-折叠结构的物理交联网络, 其储能模量为25.70 kPa, 压缩强度为108.29 kPa. 进一步揭示了丝素蛋白分子链由无规卷曲向 β-折叠结构转变的自组装动力学特征及其力学性能演变规律. 本文研究结果为剪切诱导丝素蛋白水凝胶的制备工艺优化及其在组织工程中的应用提供了重要参考.



二甲氧基取代的环戊联噻吩共轭聚合物的电致变色性能与稳定性

唐一潇, 王博涵, 夏思琪, 董玉杰, 李维军, 马於光

2026, 47(1):  20250323.  doi:10.7503/cjcu20250323

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环戊联噻吩(CPDT)类聚合物因其良好的色彩可调性, 成为多色电致变色材料的潜在研究平台. 然而, 循环稳定性不足的问题限制了其实际应用的推进. 本文设计合成了2种不同取代基的CPDT共轭聚合物: PCPDT-Ph(以无取代苯环为共聚单元)和PCPDT-PhOMe(以二甲氧基取代苯环为共聚单元), 探究了二甲氧基取代对聚合物电致变色性能与稳定性的影响. 电化学与电致变色性能测结果表明, 二甲氧基的给电子效应实现了聚合物性能的有效调控, 并改善了循环稳定性. 与PCPDT-Ph相比, PCPDT-PhOMe的电化学起始氧化电位由0.66 V(vs. Ag/AgCl)降低至0.46 V, 最高占据分子轨道(HOMO)能级上移, 理论计算光学带隙由1.73 eV减小至1.61 eV. PCPDT-PhOMe薄膜在中性态呈现品红色, 氧化态则为透明, 色差值(ΔE_{ab}^{\mathrm{*}})达46.36; 着色/褪色响应速度为0.7/0.6 s, 经1000次循环后光学对比度保留率达84%, 优于PCPDT-Ph薄膜(500次循环后对比度保留率为79.5%), 且着色效率为543.9 cm²/C, 展现出良好的电致变色综合性能. 基于PCPDT-PhOMe组装的电致变色器件可实现品红至透明的可逆切换, 响应时间不大于1.0 s, 且经30000次循环后对比度保留率仍达71%, 稳定性良好. 研究结果揭示了取代基电子效应在CPDT类聚合物电致变色性能调控中的作用, 为可溶液加工的噻吩类电致变色材料的分子设计提供了理论支撑与实验依据, 同时证实了PCPDT-PhOMe在智能窗、电子显示等领域的潜在应用价值.



SiO₂/PMMA超疏水透明复合涂层的制备及性能

聂川淇, 董富垚, 郭子薇, 程龙, 杨乃亮, 刘克松, 于存明, 江雷

2026, 47(1):  20250346.  doi:10.7503/cjcu20250346

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采用浸渍涂覆工艺， 通过调控SiO₂纳米粒子浓度、 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）浓度及二氯甲烷（CH₂Cl₂）溶剂配比， 制备了高性能SiO₂/PMMA超疏水透明复合涂层. 利用接触角测量仪与紫外-可见分光光度计表征了样品， 结果表明， 当SiO₂纳米粒子浓度为6.25 g/L时， 涂层的超疏水性能与透明性可实现最优平衡， 静态接触角达（160.8±1.1）°， 550 nm波长透光率超90%. 实验表征与机理分析显示， 该浓度下纳米颗粒构建的微纳结构与聚合物基体形成协同效应， 这既满足超疏水Cassie-Baxter态的表面粗糙度需求， 又规避了过量颗粒累积引发的米氏散射， 保持超疏水高透明性. 该方法具有原料易得、 工艺简便及适用性广等特点， 制备的超疏水透明涂层展现出优异的自清洁性能， 在光学器件表面防护及光伏组件自清洁领域具有广阔的应用潜力.



离子液体/水体系中制备不同低分子量玉米淀粉

杨瑞, 王晓琳, 党倩, 刘正平

2026, 47(1):  20250328.  doi:10.7503/cjcu20250328

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提出了一种基于离子液体/水溶液中玉米淀粉的可控水解方法. 该方法环境友好、 操作简便， 可制得低分子量的无定形淀粉. X射线衍射（XRD）结果表明， 离子液体通过破坏分子间及分子内氢键， 显著削弱了天然淀粉的结晶结构. 水解处理后， 淀粉形貌由原始颗粒状转变为不规则的碎片状， 且其分子量可通过水解时间进行有效调控. 随着水解时间的延长， 淀粉的热稳定性能呈下降趋势. 本文研究结果为天然淀粉的功能化改性及应用开发提供了新途径.



前驱体平均官能度和交联增强发射效应对碳化聚合物点固态发光性能的影响

李睿, 刘君君, 陶淞源, 朱志承, 杨柏

2026, 47(1):  20250325.  doi:10.7503/cjcu20250325

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碳化聚合物点（CPDs）作为碳点的重要分支， 因其独特的亚荧光基团与类聚合物结构， 在固态发光材料领域展现出优异的性能及加工成型优势. CPDs外壳中的亚荧光基团因聚合物组分的存在避免了π-π相互作用的产生， 从而有效缓解了聚集导致的猝灭现象. 因此， CPDs是一种理想且具有发展潜力的高效固态发光材料. 为实现CPDs的高效固态发光， 本文以线性聚丙烯酸与不同官能度的有机小分子作为共同前驱体制备了系列CPDs. CPDs外层的聚合物分子链对荧光中心起到了隔离和分散作用， 有效抑制了聚集诱导猝灭效应， 保障了固态发光性能. 基于交联增强发射机理， 系统研究了前驱体平均官能度对CPDs发光性能的影响. 结果表明， 随着前驱体官能度和交联度的增加， CPDs的荧光量子产率和室温磷光寿命显著提升， 实现了对固态发光性能的有效增强.



新型人参多糖的发现: 发酵产物的结构表征、体外发酵特性及其通过Nrf2/HO-1途径对A β 诱导的PC12细胞的抗氧化机制

董彬彬, 后宗, 郑重, 邢俊鹏, 刘志强, 刘舒

2026, 47(1):  20250314.  doi:10.7503/cjcu20250314

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从人参中分离出一种新型多糖GPA-G2-H, 并对其结构特性、 体外酵解特性以及发酵产物FGPA-G2-H对Aβ_25-35诱导的PC12细胞的抗氧化机制进行了研究. 通过ζ电位分析、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 高效液相色谱(HPLC)、 X射线衍射(XRD)、 气相色谱-质谱联用(GC-MS)和核磁共振波谱(NMR)等技术对其结构进行了表征. 结果表明, GPA-G2-H的主链主要由→4)-α-D-Glcp-(1→构成, 且支链主要连接于主链的O3位. 体外实验结果表明, GPA-G2-H能够被肠道菌群降解, 这一过程伴随着总糖含量和pH值的降低, 以及短链脂肪酸(SCFAs)含量的增加. 此外, GPA-G2-H可显著促进Lactobacillus, Muribaculaceae和Weissella的增殖, 对肠道菌群的群落组成产生了积极影响. 进一步研究发现, GPA-G2-H的发酵产物FGPA-G2-H能够激活Nrf2/HO-1信号通路, 显著增强HO-1, NQO1, SOD和GSH-Px的活性, 同时抑制Keap1, MDA和LDH的表达, 从而有效缓解Aβ诱导的PC12细胞氧化应激损伤. 研究结果为人参多糖作为功能性食品和抗氧化药物的进一步开发奠定了理论基础.



调控交联核心尺寸提升准固态染料敏化太阳能电池聚合物电解质的低温性能

林剑飞, 李雅楠, 王莹琳, 张昕彤

2026, 47(1):  20250291.  doi:10.7503/cjcu20250291

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以不同尺寸的具有星形拓扑结构的交联单元（乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 倍半硅氧烷和纳米氧化锆）为交联核心， 与聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）进行化学交联， 构建了3种聚合物网络（EP， PP和ZP）， 并将其用于准固态染料敏化太阳能电池（DSSCs）. 结果表明， 增大交联核心尺寸的策略能有效增加聚合物自由体积, 降低其玻璃化转变温度, 进而改善其电化学性能.在-40 ℃的低温环境下， ZP器件的光电转换效率相比EP器件提升了37.4%.



基于比色传感器可视化检测虾的新鲜度

宋光杰, 王蕾, 田颜清

2026, 47(1):  20250293.  doi:10.7503/cjcu20250293

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生物胺是虾类腐败的代谢副产物， 监测生物胺水平对评估食品质量至关重要. 目前， 大多数生物胺检测方法存在程序耗时、 操作复杂和结果延迟等局限性. 近年来， 比色分析技术因其分析时间短、 操作简单、 适合现场检测等优点而备受关注. 本文通过在滤纸和电纺纳米纤维膜（ENFs）上分别添加天然活性成分姜黄素（CUR）及其衍生物硼络合物BFCUR， 开发了一系列生物胺类比色传感器平台. 通过分析这些传感器与生物胺接触时的颜色反应差异， 筛选出检测性能优越的比色传感器， 并进一步应用于虾类腐败过程的视觉监测和指示.



基于三维枝状TiO₂纳米阵列的三相酶催化反应界面及高效光电化学传感

王丹丹, 陈礼平, 封心建

2026, 47(1):  20250330.  doi:10.7503/cjcu20250330

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针对传统光电化学酶生物传感器溶解氧受限的核心问题， 提出了一种基于三维枝状纳米阵列结构的“固-液-气三相反应界面”的构建策略， 共通过两步水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃上制备了具有三维枝状结构的TiO₂纳米阵列， 再经过选择性疏水和亲水化处理与氧化酶修饰， 构筑了稳定的三相界面. 此设计实现了氧气可直接通过气相传输至催化位点， 有效解决了传统固-液两相界面氧气供应不足的瓶颈问题. 结果表明， 该传感器的线性检测范围相较于传统结构提升了20倍， 并表现出优异的稳定性（相对标准偏差<2%）. 本文研究结果为开发高灵敏度、 高稳定性的光电化学传感器提供了新的构筑策略， 有望在慢性疾病的早期诊断中发挥重要作用.



一步法制备金/介孔二氧化硅复合粒子

韩延东, 杨文胜

2026, 47(1):  20250296.  doi:10.7503/cjcu20250296

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以胆碱作为催化剂和还原剂， 催化正硅酸四乙酯(TEOS)的水解/缩合反应并还原四氯金酸(HAuCl₄)， 经一步协同反应过程制备了金/介孔二氧化硅复合粒子. 通过透射电子显微镜和氮气吸附-脱附表征发现， 加入胆碱后随着预处理时间由4 min分别延迟到8和15 min， 复合粒子的二氧化硅壳层厚度由30 nm递减到20和 8 nm； 而随着反应介质中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度从2.0 mmol/L升高至8.0 mmol/L， 二氧化硅的介孔孔径由2.0 nm增大至2.8 nm. 实验中还发现， 随着反应介质中水与乙醇的体积比由15∶1降低至13∶3， 制得的复合粒子中金核数量增多， 从单核包覆转变为多核包覆， 且催化性能评价结果显示多核包覆的复合粒子具有更高的催化活性.



高光稳定性NIR荧光探针用于线粒体嵴动态追踪

苏彦刚, 金文东, 于晓强

2026, 47(1):  20250302.  doi:10.7503/cjcu20250302

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以吲哚方酸菁为荧光母体， 通过引入阳离子盐， 设计合成了高光稳定性近红外(NIR)免洗荧光探针CSE. 性能表征显示， CSE不仅具备优异的光稳定性， 而且拥有近红外荧光发射特性. 与商用线粒体特异性染料的细胞内共定位实验进一步证实， CSE能够精准靶向线粒体. 在损耗激光波长为775 nm的受激辐射损耗(STED)超高分辨显微镜下， CSE能够以54 nm的超高空间分辨率显示线粒体嵴的精细形态结构. 在借助CSE对线粒体进行的动态原位追踪过程中， 捕捉并揭示了线粒体融合与分裂、 线粒体嵴重塑及线粒体微管化等动态过程. 本文开发的CSE探针实现了线粒体嵴的超分辨原位成像和动态追踪， 有望成为解析生理状态下线粒体嵴动力学机制的有力研究工具.



苯甘氨酸修饰的聚(二苯基乙炔): 条件依赖的手性传递与聚集诱导发光增强效应

胡浩渊, 胡广泽, 刘雄, 陈曼玉, 张浩可, 孙景志, 唐本忠

2026, 47(1):  20250292.  doi:10.7503/cjcu20250292

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采用聚合后修饰的方法制备了D-/L-苯甘氨酸侧链修饰的聚二苯基乙炔衍生物(P-D和P-L), 运用综合光谱技术对其结构进行了表征.通过精确调控聚合物中苯甘氨酸的种类和含量, 使产物表现出独特的组成和 溶剂依赖行为, 均聚物P-L和P-D均未检测到圆二色性(CD)信号, 而部分被苯甘氨酸取代的聚合物表现出依赖于共聚物组成和溶剂的诱导CD信号. 例如， 在四氢呋喃(THF)和二氯甲烷(DCM)中的P-L(1∶19)(括号中的比值表示被L-/D-苯甘氨酸取代的侧基与活化酯侧基的摩尔比)、 在THF和二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂中的P-D (1∶19)和P-D(1∶39). 除旋光活性外, 这些聚二苯基乙炔衍生物还表现出典型的聚集诱导发光增强(AEE)行为. 在THF/DMSO混合溶剂中, P-L(1∶19)的荧光强度增强超过220%. 这与侧链组成和溶剂相关的手性传递及AEE效应与苯甘氨酸侧链之间的强相互作用有关, 导致聚二苯基乙炔主链的构象硬化, 阻碍了手性从侧链向主链的传递. 同时, 强的侧链相互作用限制了分子内运动对激发态能量的耗散, 导致荧光增强, 这些实验结果与密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟结果一致.



基于低分子量聚合物共混的改性聚双环戊二烯弹性体的制备与性能

张婷婷, 刘东立, 汤钧

2026, 47(1):  20250332.  doi:10.7503/cjcu20250332

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通过双环戊二烯(DCPD)与三环戊二烯(TCPD)共聚， 并与具有良好相容性的低分子量聚丁二烯(PB)进行共混改性， 制备了聚双环戊二烯(PDCPD)弹性体改性材料. DCPD与TCPD共聚可以调节材料刚性； PB的引入降低了体系交联度， 减少了刚性环状结构比例， 同时其增塑作用导致改性PDCPD由刚性热固性塑料向柔性弹性体转变. 当PB添加量为单体混合物质量的35%时， PDCPD弹性体改性材料为拉伸强度为12 MPa、 断裂伸长率为296%的热固性弹性体， 同时其热分解温度未显著降低. 拉伸断面扫描电镜图像、 动态热机械分析及热重分析结果表明， PB在体系中以物理共混形式存在. 尽管过多PB的引入会在一定程度上降低材料的耐水性， 但在60 ℃去离子水中浸泡48 h后， 其最大吸水率低于0.9%. 本文研究结果为低分子量聚合物共混改性PDCPD， 使其转变为弹性体提供了有效途径.



导电聚醚醚酮/聚苯胺薄膜的制备

赵旭, 林子瑜, 赵哲, 任强, 丁思文, 赵建盛, 申璐, 庞金辉, 姜振华

2026, 47(1):  20250326.  doi:10.7503/cjcu20250326

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为解决常规熔融共混法制备聚醚醚酮(PEEK)/聚苯胺(PANI)复合材料过程中存在的PANI易团聚和高温分解的问题, 采用聚合物前驱体膜一步原位合成法, 制备出高含量且分布均匀的PEEK/PANI复合薄膜. 通过考察前驱体聚合物的共聚组成对最终PANI含量及薄膜性能的影响, 调控关键单体N-苯基(4,4′-二氟二苯)酮胺(PDK)与4,4′-二氟二苯甲酮的摩尔比, 制备了一系列聚芳醚亚胺(PAEN)共聚物薄膜作为前驱体膜, 并对其经侧基水解协同氧化偶联反应得到的PEEK/PANI复合薄膜进行了表征. 结果表明, 当PDK与4,4′-二氟二苯甲酮的摩尔比为9∶1时, 所得PEEK/PANI-0.9薄膜表现出最佳综合性能. 扫描电子显微镜(SEM)观察显示, PEEK/PANI薄膜表面致密均匀、 无明显孔洞. 电学测试结果表明, 厚度为40 μm的PEEK/PANI-0.9薄膜的电导率较高, 为4.78×10⁻⁴ S/m. 所制备的PANI含量高、 分散均匀的聚醚醚酮导电复合薄膜有望在导电、 抗静电、 电磁屏蔽及吸波领域得到广泛应用.



表面羧基构型与润湿性之间的热力学关联

郭卓欢, 汪大洋

2026, 47(1):  20250303.  doi:10.7503/cjcu20250303

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以聚丙烯酸（PAA）薄膜为模型体系， 通过调控分子量与固化温度， 制备了一系列具有不同水润 湿性的PAA薄膜. 借助衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）解析， 将薄膜表面羧基（COOH）的分子 构型[自由羧基（\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{f}}）和氢键结合羧基（\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{H}\mathrm{B}}）]与表面能的极性分量（{\gamma }^{\mathrm{s},\mathrm{p}}）直接关联. 通过将{\gamma }^{\mathrm{s},\mathrm{p}}分解为\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{f}}和\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{H}\mathrm{B}}的贡献之和， 首次获得\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{H}\mathrm{B}}的本征表面能极性分量{\gamma }_{\mathrm{H}\mathrm{B}}^{\mathrm{s},\mathrm{p}\mathrm{*}}为8.34 mN/m， 显著低于\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{f}} 的{\gamma }_{\mathrm{f}}^{\mathrm{s},\mathrm{p}\mathrm{*}}（34 mN/m）， 这一结果表明氢键作用显著降低了表面的{\gamma }^{\mathrm{s},\mathrm{p}}， 合理解释了PAA薄膜表面较大水接触角的差异， 并为通过润湿性反推表面\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{H}\mathrm{B}}的比例提供了热力学基础. 进一步将该模型推广至羧基自组装单层（COOH-SAMs）体系时发现， 表面COOH密度（∑C_{OOH）对润湿行为具有关键调控作用： 当∑C OOH处于 4.30~5.25 nm⁻²时， COOH以自由态为主并可形成有效水合层， 最有利于超亲水表面的实现. 本研究不仅建立了表面 COOH 构型与宏观润湿性之间的定量热力学模型， 还通过推广至COOH-SAMs体系验证了该模型的普适性， 为多种COOH功能化表面亲水性的可控设计提供了统一理论框架.}