聚合物

铜催化偶联反应机理研究

中国科学院上海有机化学研究所沈其龙研究员、薛小松研究员同加州大学伯克利分校约翰教授合作，在低价铜至高价铜的氧化加成过程的机理研究方面取得新进展。相关成果发表于《科学》（Science）。铜催化的偶联反应是现代有机化学构建碳-碳键与碳-杂原子键的最重要和最古老反应之一。然而铜催化反应的发展一度落后于在其之后发现的钯催化偶联反应，其中一个重要的原因是铜催化反应机理复杂，阻碍了科学家们对铜催化剂的理性思考和设计。研究发现联吡啶配位的中性一价铜物种具有远高于离子型一价铜物种的反应活性，结果印证了铜介导烷基亲电试剂的炔基化、胺化等反应中的配体加速效应。

铜（Ⅰ）与烷基卤化物氧化加成反应机理及铜（Ⅲ）氧化加成络合物结构（图片来源于中国科学院上海有机化学研究所网站）

“微交联法”在铁电聚合物中建立网络结构

中国科学技术大学纳米科学技术学院刘江涛等人选择聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）作为反应基体材料，选择带有软而长链的聚氧化乙烯二胺作为交联剂材料，使用低交联密度赋予线性铁电聚合物弹性同时保持较高的结晶度，建立了精确的“微交联”制备方法。相关成果发表于《科学》（Science）。研究表明，交联后的铁电薄膜结晶相以β相为主，结晶均匀地分散在聚合物交联网络中，在受力时，网络状结构能够均匀地将外力分散且承受更多应力，避免结晶区受到破坏。实验研究结果表明交联后薄膜在70%的应变下依旧具有较好的铁电响应。方法巧妙地利用简单的化学反应实现了铁电性与弹性的良好匹配，为铁电材料弹性化提供了新思路。

新型宽温区高温聚合物电解膜

中国科学院大连化学物理研究所王素力研究员和孙公权研究员团队研发出一类磷酸掺杂聚联苯基哌啶电解质膜，拓宽了高温聚合物电解质膜燃料电池（HT-PEMFC）的操作温度。相关成果发表于《材料化学A》（Journal of Materials Chemistry A）。HT-PEMFC具有耐毒化能力强、水热管理简单等优势。传统的磷酸掺杂聚苯并咪唑膜由于磷酸与聚苯并咪唑之间的结合能低，在低温、高湿环境下磷酸流失严重，导致这类电池工作温度限制在140℃～180℃。研究团队通过取代基效应调控哌啶阳离子周围的空间位阻、聚合物电解质膜的亲疏水性和自由体积，提高了电解质膜与磷酸间的相互作用，将电解质膜的工作温度拓宽到40℃～160℃。

新型压电水凝胶调控骨组织再生

温州医科大学李校堃院士团队成员王周光教授联合武汉大学中南医院蔡林教授和华中科技大学罗志强教授，共同开发出一种多功能复合压电水凝胶骨组织工程支架。相关成果发表于《军事医学研究》（Military Medical Research）。骨组织工程支架正在成为替代自体骨移植进行外科骨修复的理想策略，但由于缺乏合适的生物材料，仍然缺乏有效手段促使再生骨达到天然骨的优越性能。文章详细研究了水凝胶促进M2巨噬细胞表型极化、促进成骨分化和血管生成、加速骨再生和重塑的能力。这款壳聚糖/明胶/羟基磷灰石/钛酸钡压电水凝胶骨组织支架在临床修复临界骨缺损方面具有很大的应用潜力。