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高分子科學近期重要進展與國家自然科學基金相關(guān)動態(tài)簡介

董建華*

(國家自然科學基金委員會化學科學部,北京 100085)

摘要:高分子應(yīng)用范圍的廣泛性特點致使高分子學科研究領(lǐng)域的多學科交叉性日趨增強。本文涉及的研究進展表明,多學科交叉高分子研究的成果非常引人矚目。在國際化學與材料新興前沿或熱點前沿中的高分子相關(guān)方向,我國學者均表現(xiàn)不俗,在國家獎勵和高分子技術(shù)轉(zhuǎn)化方面也都有可圈可點之處。此外,本文對2018年國家自然科學基金委員會化學科學部資助代碼與名稱調(diào)整進行了簡要說明。

關(guān)鍵詞:高分子科學;學科進展;國家自然科學基金

  高分子學科的發(fā)展動態(tài)與趨勢是筆者常常關(guān)注的事情。一年一度應(yīng)邀概述這方面的情況是本文的主要任務(wù)。高分子研究進展部分分為高分子合成、共價有機框架聚合物、光電功能高分子、生物醫(yī)用高分子、高分子組裝、新型高分子材料等領(lǐng)域。由于每年都撰寫此類概述,各分支領(lǐng)域年度間取舍略有不同。限于作者水平,選材與評述定有不妥之處,而篇幅所限也不允許本文包羅萬象。與此同時,讀者們很關(guān)心國家自然科學基金資助的相關(guān)動態(tài),本文對此予以呼應(yīng)、給予介紹,同時還對學科發(fā)展的其它方面進行了討論。

1 高分子研究進展

1.1 高分子化學

  1.1.1 雜化聚合 雜化聚合是指聚合體系中兩種以上的不同機理的反應(yīng)同時進行的聚合過程。朱新遠和顏德岳等最早提出此概念[1]。他們以 KH 和寡聚聚乙二醇為引發(fā)體系,以甲基丙烯酸縮甘油酯為單體進行聚合,反應(yīng)跟蹤觀察到單體的環(huán)氧基團的開環(huán)聚合與碳-碳雙鍵鏈式聚合同時發(fā)生,即發(fā)生了雜化聚合。聚合產(chǎn)物為超支化聚醚-酯,在水中具有低臨界溶解溫度(LCST),通過調(diào)節(jié)寡聚聚乙二醇和單體比例或聚合物乙酰化反應(yīng)可以改變所獲得的超支化聚合物的親疏水性,該類聚合物的 LCST 可在0℃~100℃范圍調(diào)控。隨后,張廣照等[2]以乙烯基單體和環(huán)狀單體這兩類性質(zhì)完全不同的單體,在單一有機催化劑作用下,實現(xiàn)兩種單體以加成或開環(huán)聚合進行無規(guī)雜化共聚,所得到的乙烯類與酯類重復單元鏈段共同組成的線形共聚物是其它方法無法獲得的。

  1.1.2 多組分聚合與無金屬催化聚合 通過合成獲得序列精密控制的聚合物具有重要意義。多組分聚合是近期非�；钴S的聚合方法,通過單體調(diào)變能夠獲得結(jié)構(gòu)多樣的功能高分子,同時也是一種精密控制單體序列的有效方法。胡蓉蓉等[3]提出“一鍋、兩步、三組分”的串聯(lián)聚合,將第一步生成的活性中間體原位轉(zhuǎn)化成高分子產(chǎn)物,避免了中間體的分離提純,旨在開發(fā)簡單高效、綠色環(huán)保的高分子合成方法。他們發(fā)展了無需金屬催化的炔烴、單質(zhì)硫和胺的多組分聚合,即由活化炔、芳香二胺、醛類化合物多組分一鍋煮串聯(lián)聚合反應(yīng)[4],聚合得到序列結(jié)構(gòu)可控的聚芳雜環(huán)如四氫嘧啶、二氫吡咯酮聚合物,其分子量可達近7萬,單體轉(zhuǎn)化率達99%。這類聚合物是其它方法難以獲得的,具有發(fā)光等特殊功能。他們以氨基與炔的點擊聚合獲得區(qū)域與立構(gòu)控制的反式結(jié)構(gòu)聚(β-氨基丙烯酸酯)[5]。這是一種功能高分子的新合成方法。

  將具有聚集誘導發(fā)光特性的四苯基乙烯單元引入到聚合物主鏈中,實現(xiàn)了在爆炸物檢測以及生物成像中的應(yīng)用。該自發(fā)的點擊聚合反應(yīng)不僅操作簡單、條件溫和、反應(yīng)高效、原子經(jīng)濟,還具有優(yōu)異的區(qū)域選擇性和立體選擇性,同時催化劑成本低,避免了產(chǎn)物中金屬催化劑殘留的問題。

  無金屬催化聚合對生物醫(yī)用或光電功能高分子的應(yīng)用非常重要。前文[2~5]提到的聚合反應(yīng),通過調(diào)控單體結(jié)構(gòu)活化可聚合基團,實現(xiàn)了從金屬催化到無金屬催化的躍升。

  五元環(huán)γ-丁內(nèi)酯是可替代石油基化學品的生物質(zhì)衍生物之一,但γ-丁內(nèi)酯環(huán)張力太小,其開環(huán)聚合很具挑戰(zhàn)性。李志波等[6]從改變催化劑入手,設(shè)計并合成了新型環(huán)三磷腈堿(CTPB)。與傳統(tǒng)的磷腈催化劑相比,CTPB的合成方法簡單,成本低廉,可大批量制備。該環(huán)狀環(huán)狀磷腈有機堿具有三元堿性質(zhì),能催化己內(nèi)酯、丙交酯、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷的開環(huán)聚合,合成聚醚或聚酯,具有高活性和可調(diào)控性,適于制備高分子量生物可降解聚酯,并可實現(xiàn)嵌段共聚酯的合成。該研究不僅拓寬了磷腈催化劑的種類,也為新型無金屬催化聚合反應(yīng)的開發(fā)提供了新的思路和方法。

  胡蓉蓉等[7]以水為共聚單體進行聚合,不僅突破傳統(tǒng)單體范圍,而且為制備聚酰胺提供新反應(yīng)路線。通過Sonogashira反應(yīng)和取代反應(yīng),可對所得聚酰胺進行后官能化,此后修飾反應(yīng)不需要純化聚合物,采用“一鍋法”就能進行。

  陳永明等[8]以脂肪族一級胺與硫單質(zhì)直接聚合獲得聚硫代酰胺,研究了系列脂肪族二胺與對二卞胺的共聚合,所得聚合物具有較高的折光指數(shù)。

  1.1.3 光氧化還原聚合 以有機化合物的光誘導氧化還原產(chǎn)生可控聚合活性中心、實現(xiàn)可控聚合是近年來的前沿熱點,其中自由基可控聚合最為活躍。中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心和 ClarivateAnalytics共同發(fā)布的《2017研究前沿》中(以下文中簡稱《2017研究前沿》),“可見光誘導的活性自由基聚合”的研究方向再一次列入化學與材料科學熱點前沿(位列第三)。

  通過催化劑的設(shè)計,利用實驗與 DFT 計算研究光氧化還原自由基可控聚合機理。他們的研究表明:原子轉(zhuǎn)移聚合光氧化還原催化劑 N,N-二芳基二氫吩嗪受光激發(fā)形成分子間電荷轉(zhuǎn)移(CT)[9],該 CT 類似于金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移。極化 CT 態(tài)處于最低激發(fā)能級,進而增強光激發(fā)催化劑與底物的電子轉(zhuǎn)移。改變?nèi)軇O性能觀察到溶致變色,溶劑的極性既影響去活化路徑,又影響氧化光催化劑和溴負離子的離子對強度。將此機理用于聚合調(diào)控,實現(xiàn)了甲基丙烯酸甲酯可控聚合,所得聚合物分子量分布小于1.10。

  具有“開關(guān)”調(diào)控轉(zhuǎn)換態(tài)的聚合反應(yīng)在材料設(shè)計與制備中非常重要。通過光、電場、立構(gòu)震蕩、試劑、酸堿度、力場等調(diào)控轉(zhuǎn)換的可控自由基聚合已有許多報道。而在同一催化體系多重轉(zhuǎn)換實現(xiàn)類似邏輯門的可控聚合仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。Chen等[10]報道了共價鏈接有10-苯基吩噻嗪(PTH)的熱響應(yīng)有機凝膠與水凝膠,該類凝膠制備簡便。在這樣一個體系中,可同時實現(xiàn)溫度高低、光照開關(guān)和有無催化試劑存在進行自由基聚合轉(zhuǎn)換,適用于多種引發(fā)轉(zhuǎn)移劑/引發(fā)劑和多種單體(包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基酯、乙烯基酰胺)。運用含 PTH 凝膠和光源,進行 RAFT/引發(fā)轉(zhuǎn)移劑或 ATRP聚合,利用引發(fā)鏈增長的三種刺激的多種排列組合與轉(zhuǎn)換,獲得了可控自由基聚合的“AND”門邏輯,實現(xiàn)了催化劑的循環(huán)利用,合成了嵌段共聚物。

  以光氧化還原 Ni/Ir催化劑與烷氧基鋅共用,進行 O-羰基酸酐開環(huán)聚合,能很好地控制聚合物結(jié)構(gòu)[11],所得聚(α-羥基酸)分子量量高達140kDa以上,分子量分布小于1.1,具有全同立構(gòu)規(guī)整性。該催化體系在-20℃能加速開環(huán)與脫羧反應(yīng)進行鏈增長,同時避免了生成羰基鎳這類不期望出現(xiàn)的副產(chǎn)物。聚合的可控性和聚合物的性能都遠高于其它有機催化或有機金屬催化體系。

  1.1.4 配位聚合 鏈式聚合中,連續(xù)在一個鏈端加聚成千上萬個單體而形成高分子。如何獲取實時鏈增長動力學仍然是個難題。在玻璃表面固定帶有磁性粒子的易位開環(huán)聚合催化劑,進行環(huán)烯烴的易位聚合,通過磁性鑷子利用磁性粒子對高分子增長鏈施加力場,使之克服鏈段間作用力伸展,實時觀測到了單個高分子鏈聚合增長過程[12],在拉伸力場下,鏈增長表現(xiàn)出停滯-階躍特征,意味著聚合過程并非連續(xù)過程,可歸結(jié)為臨近催化活性中心新形成的聚合物鏈段發(fā)生纏結(jié)、包覆催化劑,阻礙了單體插入并繼續(xù)發(fā)生鏈增長,待其構(gòu)象變化后,暴露出催化劑,再繼續(xù)鏈增長過程。理論計算模擬重現(xiàn)了這個結(jié)果。

  Coates等[13]報道制備了具有序列長度精確可控的乙烯/全同聚丙烯嵌段和多嵌段共聚物。先加入丙烯,形成全同聚丙烯鏈段,待丙烯徹底消耗完畢后,將乙烯加入到聚合反應(yīng)體系中,通過順序加料兩步法得到了聚乙烯/全同聚丙烯兩嵌段共聚物。聚合物分子量隨著單體轉(zhuǎn)化率線性增加,并接近其理論值,也驗證了這是一個活性聚合體系。聚丙烯段的鏈長可以通過調(diào)節(jié)單體與催化劑的比例來調(diào)節(jié),而聚乙烯段的鏈長則可以更簡單地通過調(diào)節(jié)乙烯的供給時間來實現(xiàn)控制。這類新的嵌段共聚物與聚乙烯/全同聚丙烯共混體系兩相間具有良好的界面性能,并能夠很好地改善共混體系相容性,得到韌性優(yōu)異的聚乙烯/聚丙烯共混材料。

  吳春姬和劉波等[14]以雜環(huán)稠合金屬鈧烷基配合物催化乙烯和丁二烯共聚合,成功制備出乙烯結(jié)構(gòu)單元含量高達45%(mol)的新型順丁橡膠。與傳統(tǒng)的順丁橡膠相比,該新型橡膠拉伸強度高,抗冷流性好。結(jié)合理論計算闡明,丁二烯插入形成的金屬鈧烯丙基活性中心能夠異構(gòu)化為金屬鈧烷基活性種,這是實現(xiàn)乙烯和丁二烯順1,4-選擇性共聚合的關(guān)鍵所在。向配體中引入大位阻的吸電子取代基團,不僅提高了乙烯的插入幾率,而且有效縮小了乙烯和丁二烯插入活化能的差別,采用連續(xù)加入丁二烯溶液的策略,可有效抑制結(jié)晶聚乙烯序列的形成。

  利用稀土金屬體系催化苯基聯(lián)烯類單體的聚合,可以實現(xiàn)對于苯基聯(lián)烯、對甲基苯基聯(lián)烯、對氟苯基聯(lián)烯和對甲氧基苯基聯(lián)烯的高2,3-選擇性和高活性聚合[15],發(fā)現(xiàn)在苯環(huán)的對位引入取代基可以得到結(jié)晶性聚合物,這是首例結(jié)晶苯基聯(lián)烯類聚合物。上述[14,15]都是崔冬梅課題組長期致力于聚合新催化劑的研究所取得的系列成果。

  陳昶樂等[16,17]基于Pa和 Ni催化“鏈行走”聚合機理研究進行催化劑設(shè)計取得進展,其中配體結(jié)構(gòu)對催化劑作用的影響始終是核心問題。該類催化體系可以用來合成功能化超支化聚合物或共聚物。他們提出了配體次級配位效應(yīng)的概念,通過在配體上引入一個次級配位基團,次級配位基團與金屬的相互作用強于極性官能團 X與金屬的作用,同時弱于乙烯的配位。這樣,就可以有效地避免 X 與金屬的配位以及相應(yīng)的消除反應(yīng),同時又保持著烯烴聚合的活性。他們通過在配體上引入幾類含氮的次級配位基團,成功驗證了這一設(shè)想,實現(xiàn)了乙烯與一系列極性單體的共聚合反應(yīng)。

  他們又提出了配體-底物效應(yīng)的概念,通過配體與極性單體上極性官能團的弱相互作用,有效地避免極性官能團與金屬中心的配位以及相應(yīng)的消除反應(yīng),從而實現(xiàn)對共聚過程的調(diào)節(jié)[18]。為了驗證這一設(shè)想,他們將聚乙烯醇單元引入到膦磺酸鈀以及鎳催化劑中。聚乙烯醇單元中的氧原子可以與羧酸、醇、酰胺等單元形成有效的相互作用。實驗表明,含有多個聚乙烯醇單元的金屬催化劑在乙烯與極性單體的共聚反應(yīng)中的性能更加優(yōu)良。

  將具有拉電子效應(yīng)的五氟磺酸基引入到水楊醛亞胺基 Ni(II)有機金屬催化劑配體取代基,用于乙烯聚合,能明顯降低β-氫消除反應(yīng),進而能獲得支化度低、高分子量的產(chǎn)物[19],由于中性鎳配合物對極性基團的容忍性,該體系能夠用于水中進行乙烯聚合,獲得超高分子量、無纏結(jié)、線形聚乙烯,產(chǎn)物以納米晶分散在水中。

  可持續(xù)發(fā)展是當今社會和經(jīng)濟發(fā)展所需考慮的重要因素。在聚合物領(lǐng)域,由于聚合物的不可降解或降解選擇性差等問題會導致大量聚合物廢棄物的產(chǎn)生。通常,聚合物降解條件非常苛刻,如高溫、高壓等,導致最終得到的原始單體收率低。如何將廢棄的聚合物降解為原始單體是一項極具挑戰(zhàn)性的難題。劉野等[20]設(shè)計了一種新型的環(huán)氧烷烴單體,可以與 CO2 在雙核金屬催化劑作用下發(fā)生交替共聚合反應(yīng),獲得一種可循環(huán)使用的聚碳酸酯塑料。在100℃條件下,這種聚碳酸酯塑料能夠完全轉(zhuǎn)化為環(huán)氧烷烴單體,轉(zhuǎn)化率和選擇性都高于99%;而且,聚合/降解的可逆過程可以通過溫度進行控制。多次循環(huán)利用過后,無論是環(huán)氧單體還是聚合物的性質(zhì)都不會發(fā)生改變。

1.2 共價有機框架聚合物

  “共價有機框架化合物”的研究方向,列入《2017 研究前沿》化學與材料新興前沿熱點前沿(位列第一)。

  譚必恩采用了新的縮聚方法作為構(gòu)建共價三嗪環(huán)骨架的新策略,在低溫和簡易條件下能制備三嗪環(huán)骨架材料[21]。該類材料具有層狀結(jié)構(gòu)和高比表面積,保持了本征的能帶結(jié)構(gòu),避免了高溫碳化失去能帶結(jié)構(gòu)的缺點。通過光解水測試,發(fā)現(xiàn)該類材料具有優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫性能,在可見光下最大產(chǎn)氫量比同類材料具有很大的提升。由于獨特的層狀結(jié)構(gòu),材料在碳化之后還可作為鈉離子電池的負極材料,充放電容量很高。為該類材料的發(fā)展提供了一種新的策略。

  趙新等以 D2h對稱四苯乙烯四胺與兩種鏈長的 C2-對稱聯(lián)苯二甲醛和三聯(lián)苯二甲醛縮合獲得具有大三角形孔、小三角形孔和不等邊六邊形孔組合而成的三種異孔多結(jié)構(gòu)混合鏈接的共價有機框架分子[22],其結(jié)構(gòu)經(jīng)粉末 X-衍射和孔徑分布分析所證實。

  郭佳等[23]通過室溫端炔基氧化偶聯(lián)反應(yīng),在密胺海綿上原位聚合鋅卟啉,形成了大孔海綿和 CMP凝膠相互穿插的結(jié)構(gòu),除去凝膠中的溶劑后,可以使鋅卟啉基 CMP牢固附著在密胺骨架上,形成微孔和大孔的相互貫通。在催化�；D(zhuǎn)移反應(yīng)中,微孔結(jié)構(gòu)中相鄰的鋅卟啉單元與底物形成反應(yīng)中間體,而大孔結(jié)構(gòu)有助于底物和產(chǎn)物分子的擴散,因此展現(xiàn)了很好的催化效率;相比于均相催化以及單純 CMP催化,反應(yīng)速率顯著提高。此外,當 CMP在海綿中的負載率達到~50%時,海綿復合物仍然可以保持較好的彈性和復合穩(wěn)定性,顯示了該聚合物在實際使用中的應(yīng)用潛力[24]。

  江東林等[25]通過 Knoevenagel反應(yīng),以有序的方式連接由sp2 碳構(gòu)成的有機單元,并使其通過碳-碳雙鍵連接成為特定的拓撲結(jié)構(gòu),獲得高結(jié)晶性的二維sp2 碳全共軛共價有機框架結(jié)構(gòu)(sp2c-COF)。該材料有序的二維層狀結(jié)構(gòu),使其電子沿著二維sp2 碳構(gòu)成的拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)流動形成共軛。這種二維全共軛共價有機聚合物有別于傳統(tǒng)的二維共價有機框架結(jié)構(gòu)聚合物,在空氣中可以長期放置(一年),并且在各種有機溶劑、水、酸或堿性條件下都表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。該sp2c-COF是一種有機半導體材料,其帶隙為1.9eV。

1.3 光電功能高分子

  1.3.1 非富勒烯電子受體太陽能電池 在基于非富勒烯受體的聚合物太陽能電池領(lǐng)域,我國學者獲得了系列原創(chuàng)性成果,取得突破性進展,處于國際領(lǐng)先地位。根據(jù)中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心和 ClarivateAnalytics共同發(fā)布的《2016研究前沿》中,“基于非富勒烯受體的聚合物太陽能電池”的研究方向,在化學領(lǐng)域熱點領(lǐng)域排第一位,也是中國學者引領(lǐng)國際研究的領(lǐng)域。中國在貢獻度、引領(lǐng)度以及卓越表現(xiàn)上均大大超過美國�！�2017研究前沿》中,該領(lǐng)域再一次列入化學與材料科學熱點前沿(位列第四)�；谠擃I(lǐng)域的卓越成果和可能進一步取得突破進展,國家自然科學基金委員會以科學部前沿導向“重點項目群”研究項目方式予以繼續(xù)資助。

  占肖衛(wèi)等提出了稠環(huán)電子受體新概念,創(chuàng)新研制了氰基茚酮類芳雜稠環(huán)電子受體新體系,設(shè)計合成了多種高性能非富勒烯電子受體,構(gòu)筑了高效率有機太陽能電池。占肖衛(wèi)等發(fā)明的氰基茚酮類芳雜稠環(huán)電子受體是國際上最好的有機太陽能電池受體材料。他們的原創(chuàng)性工作引起了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和跟進,引領(lǐng)著非富勒烯受體領(lǐng)域的發(fā)展。兩篇論文[26,27]入選“中國百篇最具影響國際學術(shù)論文”,且均入選 ESI熱點論文和 ESI高被引論文。

  侯劍輝等根據(jù)氟取代效應(yīng)在分子能級、光譜調(diào)控和載流子遷移率的相關(guān)性系統(tǒng)研究所得到的規(guī)律,設(shè)計了幾種新型有機光伏材料,包括非富勒烯電子受體、新型電子給體聚合物,將單結(jié)聚合物太陽能電池效率推進到13.1%,而且在厚度在100nm~200nm 時,電池 PCE仍高達12%,該結(jié)果對聚合物太陽能電池實用化很有意義。他們制備的疊層聚合物太陽能電池PCE推進到13.8%。這兩個結(jié)果都是當時世界上有機光伏電池最好的結(jié)果[28,29]。

  劉俊等[30]創(chuàng)新性設(shè)計了含硼氮配位鍵的高分子受體材料,可以有效調(diào)節(jié)分子能級,獲得兩類含硼氮配位鍵的高分子電子受體材料,以該材料替代富勒烯所制得的太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率較高。我國學者在非富勒烯電子受體聚合物太陽能電池領(lǐng)域不斷拓展和豐富著研究工作[31,32]。

  雙苝酰亞胺(PBI)因其很強的缺電子性質(zhì),可作為有機太陽能電池的電子受體。李韋偉等[32]設(shè)計合成了鏈節(jié)中帶有單個 PBI和 PBI二聚體的共軛高分子,雖然它們的分子量、吸收光譜和能級相當,DFT研究表明:因PBI二聚體中兩個PBI間有很大二面角,其聚合物擁有高度扭曲的主鏈結(jié)構(gòu),利用這兩類聚合物制備的太陽能電池性能有些差別,基于 PBI二聚體的聚合物太陽能電池短路電流密度更高,PCE達到4.5%,該差別可歸結(jié)為相態(tài)結(jié)構(gòu)的差別。

  陳紅征等[33]設(shè)計制備的十字交叉構(gòu)型的二酮基吡咯并吡咯(DPP)衍生物,其中雙螺芴為核、外圍帶四個 DPP臂。以該化合物能級結(jié)構(gòu)與與 P3HT 給體匹配,能作為非富勒烯電子受體,制備的太陽能電池PCE達5%~6%,電池熱穩(wěn)定性也大幅提高.

  1.3.2 聚合物太陽能電池 “全聚合物太陽能電池”的研究方向再一次列入《2017研究前沿》中化學與材料科學熱點前沿(位列第六)。

  李永舫和張志國等[34]將具有 A-D-A 結(jié)構(gòu)的強吸收、窄帶隙小分子受體結(jié)構(gòu)單元與噻吩單元共聚合成聚合物受體,該聚合物具有窄帶隙和高吸收系數(shù)的寬吸收。選用寬帶隙聚合物作為給體、此聚合物為受體制備的全聚合物太陽能電池的 PCE 高達9.19%,這是全聚合物 PSCs當時的效率最高值。利用光誘導力顯微鏡-納米紅外光譜技術(shù),研究了該全聚合物太陽能電池的形貌觀測,這種技術(shù)能夠根據(jù)給受體官能團的不同,從納米尺度闡釋活性層形貌與器件性能的關(guān)聯(lián),為 PSCs形貌優(yōu)化提供了指導。與小分子電子受體的電池相比,全聚合物太陽能電池聚集態(tài)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。

  陽仁強等研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀烷烴側(cè)鏈雖然扭曲了分子鏈,但使得 HOMO 能級下降,從而有利于提高電池的開路電壓,環(huán)烷烴大多采用椅式、半椅式等構(gòu)型,從而特別有利于引導分子排列和層狀堆積,提高了微區(qū)結(jié)晶性,因而可以提高電池的短路電流和填充因子,相對于直鏈烷烴,大幅提高了聚合物太陽能電池PCE。這個研究結(jié)果拓展了對共軛聚合物側(cè)基與性能關(guān)系的認識,為提高聚合物太陽能電池性能提供了新途徑[35]。

  1.3.3 利用聚集誘導發(fā)光聚合物檢測爆炸物 爆炸物檢測在國土安全與反恐、居民安全和環(huán)境保護等領(lǐng)域起著非常重要的作用。目前所研究的各類檢測方法中用到的熒光探針分子中,具有聚集誘導發(fā)光效應(yīng)(AIE)的高分子因具有固態(tài)或聚集時強發(fā)射特征備受關(guān)注。

  AIE是唐本忠等于2001年基于自己研究小組的實驗異常現(xiàn)象在國際上提出的概念。唐本忠等開展了系統(tǒng)深入研究,這個概念提出以來,已為發(fā)光材料的設(shè)計提供了新策略,為拓展光物理基礎(chǔ)理論提供了新思想,由此開創(chuàng)了一個由我國科學家引領(lǐng)、多國科學家競相跟進的新研究領(lǐng)域。據(jù)湯姆森-路透社與中國科學院文獻情報中心聯(lián)合發(fā)布的《2015年研究前沿》報告,“聚集誘導發(fā)光化合物的合成、性質(zhì)及其細胞成像應(yīng)用”在化學和材料領(lǐng)域十大研究前沿中排名第二。基于該領(lǐng)域的卓越成果和可能進一步取得突破進展,國家自然科學基金委員會批準了“基礎(chǔ)科學中心”研究項目。

  秦安軍和唐本忠系統(tǒng)總結(jié)并評述了 AIE聚合物放大猝滅效應(yīng)用于爆炸物檢測的研究進展[36]。在聚合物分子構(gòu)筑結(jié)構(gòu)對檢測靈敏度和選擇性影響的系列研究中發(fā)現(xiàn),樹狀超支化結(jié)構(gòu)聚合物分子的性能比其線性結(jié)構(gòu)分子性能更好,原因在于樹狀結(jié)構(gòu)具有三維立體和多支鏈結(jié)構(gòu),提供了多重激子遷移通道和擴散路徑。將 AIE基元鏈接在金屬有機骨架材料(MOFs)內(nèi),所獲得的材料在檢測某種爆炸物時,呈現(xiàn)出少有且期盼的從暗到亮的熒光開啟模式。更為可喜的是,將 AIE 聚合物涂覆在濾紙上或者層析色譜板上制備的原型器件能夠非常靈敏地檢測爆炸物,有望為爆炸物的可攜帶現(xiàn)場檢測提供新技術(shù)。

  用 AIE聚合物檢測爆炸物方法的局限性也需正視,目前該方法僅適用于含硝基芳香族化合物這類傳統(tǒng)爆炸物,而芳香族硝胺或硝酸酯類爆炸物檢測是鮮見報道的難題。AIE聚合物用于爆炸物檢測與其它方法相比的優(yōu)勢仍有待挖掘和提升,而且需要發(fā)展更多的從暗到亮的熒光開啟檢測模式;基于 AIE 聚合物的靈敏而快速檢測爆炸物的器件和儀器設(shè)備的發(fā)展是未來非常值得關(guān)注的目標。

1.4 生物醫(yī)用高分子

  楊鵬等[37]通過利用高效二硫鍵還原劑三(2-羧乙基)膦(TCEP)解折疊溶菌酶而得到蛋白質(zhì)溶膠,成功在此溶膠中得到了蛋白質(zhì)納米片晶。這些蛋白質(zhì)納米片晶具有特殊的“核-殼”結(jié)構(gòu):結(jié)晶的“核”是由β-sheet聚集體組裝形成,而分散在核周圍的“殼”是解折疊的分子鏈。在一定溫度條件下,這些蛋白質(zhì)納米片晶可以進一步組裝形成二維蛋白質(zhì)介晶,其尺寸可以達到微米級。柔性大分子的晶體介觀組裝能夠為設(shè)計新材料提供新途徑,并具有廣泛的潛在用途。

  申有青等[38]提供了一種高效合成樹枝狀大分子的新方法。利用異硫氰酸酯-氨基和甲基丙烯酸酯基-巰基這兩種高效類點擊反應(yīng),即可高效制備該樹枝狀大分子,產(chǎn)物純化過程簡單。內(nèi)部含�；螂寤鶊F的樹枝狀大分子抗腫瘤能力顯著優(yōu)于含硫脲基團的大分子。他們提出了利用非細胞毒化物、通過作用于腫瘤的微環(huán)境來達到抑瘤效果的設(shè)想,發(fā)現(xiàn)聚硫脲樹枝狀高分子在體外對正常細胞和腫瘤細胞沒有任何毒副作用。在不攜帶任何藥物分子的情況下,能夠在荷瘤小鼠體內(nèi)作用于過量的銅元素,并降低腫瘤細胞內(nèi)的活性氧簇濃度,從而有效地抑制腫瘤新生血管的生成并誘導腫瘤細胞死亡,抑瘤效果比臨床一線抗腫瘤藥物阿霉素更高。該聚合物不但能夠有效抑制實體瘤的腫瘤轉(zhuǎn)移,而且能夠抑制血液中循環(huán)腫瘤細胞在肺中的著床及腫瘤形成,因而具有很強的抗轉(zhuǎn)移能力,其效果比臨床III期實驗藥物四硫代鉬酸鹽好。

  《2017研究前沿》中,“位點特異的蛋白質(zhì)化學”的研究方向再一次列入化學新興前沿(位列第七)。

  蛋白質(zhì)-高分子偶聯(lián)物是潛在的長循環(huán)蛋白質(zhì)藥物。雖然傳統(tǒng)高分子如 PEG 用于蛋白偶聯(lián)已取得了臨床成功,但因其不可降解性以及缺乏可修飾官能團,嚴重限制了其廣泛應(yīng)用。而聚氨基酸具有可降解、生物相容性好、含側(cè)鏈官能團等特點,有望替代 PEG 用于蛋白藥物修飾。

  呂華課題組發(fā)展了蛋白質(zhì)-聚氨基酸拓撲偶聯(lián)的簡潔合成方法[39]。該方法能夠在聚氨基酸鏈增長的過程中原位引入可修飾活性基團,得到兩端分別含有不同生物正交官能團的異遙爪聚合物,從而極大地簡化了后續(xù)的蛋白質(zhì)-高分子偶聯(lián)步驟,得到了一批位點特異、且具有不同拓撲結(jié)構(gòu)的綠色熒光蛋白-聚氨基酸偶聯(lián)物,包括環(huán)狀的偶聯(lián)物。干擾素α是一種抗病毒和抗腫瘤的蛋白質(zhì)藥物,然而其臨床表現(xiàn)受到了穩(wěn)定性差、體內(nèi)循環(huán)時間過短等缺陷的制約。用此方法制備的一系列不同拓撲結(jié)構(gòu)的干擾素α與聚氨基酸的偶聯(lián)物,可提高干擾素α體外的酶穩(wěn)定性。其中,頭尾相接的環(huán)狀偶聯(lián)物可以顯著地提高干擾素的熱穩(wěn)定性,顯示出其在長循環(huán)蛋白藥物方面的巨大潛力。

  高衛(wèi)平等[40]研究了可控合成生物相容且可降解的蛋白質(zhì)-高分子偶聯(lián)物自組裝體。在蛋白質(zhì)特定位點接上聚合引發(fā)劑,原位合成了人源白蛋白-聚(甲基丙烯酸-2-羥丙酯)偶聯(lián)物(HSA-PHPMA)。這種生物大分子與合成高分子因具有兩親性,而自發(fā)形成組裝體。通過增加水溶性 PHPMA 的分子量可以連續(xù)調(diào)控 HSA-PHPMA 自組裝體的形貌,如從球形、到蠕蟲形、再到囊泡形。可將外源蛋白原位包裹在HSA-PHPMA 囊泡中,用于 GFP的胞內(nèi)遞送。

  程義云等[41]在高分子鏈上接枝蛋白質(zhì)結(jié)合、細胞膜融合模塊,獲得了一種高性能蛋白質(zhì)載體。高分子表面的胍基可通過氫鍵、鹽橋與蛋白質(zhì)結(jié)合,與胍基相鄰的苯基可通過膜融合的方式促進蛋白質(zhì)復合物從內(nèi)涵體中逃逸。該高分子在體外、體內(nèi)均展現(xiàn)了極高的效率和生物相容性,適用的蛋白包括牛血清蛋白、藻紅蛋白、綠色熒光蛋白、β-半乳糖苷酶、細胞色素c、皂角素、不同序列的小肽等多種不能跨膜的生物分子,而且能保持這些分子的生物活性。他們設(shè)計了一種可遠程、時空精確調(diào)控蛋白質(zhì)釋放的高分子載體[42]。該高分子遞送體系的獨特之處在于,不僅可以通過紅外光來觸發(fā)蛋白質(zhì)釋放,而且可開關(guān)紅外光來控制蛋白質(zhì)釋放的通道開通與關(guān)閉,從而實現(xiàn)蛋白類藥物按需遞送。

  于謙和陳紅等[43]發(fā)展了具有“殺菌-釋菌”功能轉(zhuǎn)換的智能抗菌表面的方法,利用刺激響應(yīng)性高分子,調(diào)控細菌與表面的相互作用,實現(xiàn)對細菌的捕獲、殺滅和釋放,構(gòu)建了一系列具有可循環(huán)使用、按需轉(zhuǎn)換功能的新型抗菌高分子表面。這類表面不僅能夠高效殺死黏附在表面的細菌,同時可以在環(huán)境刺激下釋放凋亡細菌及其碎片,使聚合物表面恢復清潔,從而保持長期有效的抗菌活性。他們總結(jié)了智能抗菌表面的研究進展,對該領(lǐng)域的未來的研究方向和主要挑戰(zhàn)進行了展望。

1.5 高分子組裝

  張川系統(tǒng)評述了以 DNA 為構(gòu)筑基元設(shè)計并構(gòu)建三維納米組裝體及其應(yīng)用的國內(nèi)外研究進展[44]。近年來,以 DNA 作為大分子通過程序化組裝形成納米尺度的有序結(jié)構(gòu)正成為新材料和納米功能器件構(gòu)筑的研究熱點。三維 DNA 納米結(jié)構(gòu)研究在過去三十年取得了可喜而豐碩的成果,可以獲得任意尺寸、形狀和拓撲結(jié)構(gòu)的三維納米結(jié)構(gòu),該文重點介紹了三種主要構(gòu)筑方法,并對于這些方法的原理、設(shè)計原則分別予以介紹,特別介紹了三維 DNA 納米結(jié)構(gòu)在新材料合成、新器件制備和生物醫(yī)用材料應(yīng)用方面的最新動態(tài)。最后,作者展望了該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢,預計在今后一段時間仍將快速發(fā)展并有望取得更多的應(yīng)用。該文的一個特點是不回避本領(lǐng)域爭論,擺出各種觀點。

  張望清等[45]詳細介紹了原位形成的嵌段共聚物聚合誘導組裝。制備簡便廉價的兩親性嵌段共聚物納米粒子近年來備受關(guān)注。嵌段共聚物制備路線包括 RAFT、水相乳液 RAFT、分散 RAFT 和剛起步的種子 RAFT 方法。種子 RAFT 方法適于合成 ABC或 ABB’嵌段共聚物納米組裝體,隨著第三段聚合物鏈增長,能夠跟蹤第三嵌段如何影響納米組裝體結(jié)構(gòu)的。嵌段共聚物含量高達50%的納米組裝體已由可控合成路線實現(xiàn),組裝體形貌與粒徑可通過聚合過程進行調(diào)控。

  唐本忠等將四苯乙烯與多重氫鍵給受體基團2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(TPE-UPy)結(jié)構(gòu)鍵聯(lián),得到順反異構(gòu)體(Z)-TPE-UPy與(E)-TPE-UPy。兩者具有不同的超分子聚合組裝行為,兩種超分子聚合物的光物理性質(zhì)存在明顯差異,(Z)-TPE-UPy組裝體發(fā)綠光,環(huán)形二聚體空腔可以用作汞離子的探針,而(E)-TPE-UPy組裝體形成線形超分子聚合物,發(fā)藍光,可以利用該超分子聚合物制備發(fā)光纖維、二維與三維的圖案化聚合物陣列[46]。

1.6 新型高分子新材料

  將具有可切換相變特性的微夾雜物結(jié)合到無反應(yīng)性水凝膠基質(zhì)中,制備得到了機械性能可變且具備自愈合特性的雙相凝膠[47]。由于可轉(zhuǎn)換的微夾雜物結(jié)合到水凝膠基質(zhì)中,材料表現(xiàn)出優(yōu)異的可切換力學和形狀記憶性能;異質(zhì)結(jié)構(gòu)衍生的可變機械性能使得材料具備較高的應(yīng)變和剛度形狀記憶效應(yīng)。由于雙相異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的非共價效應(yīng),材料表現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合能力。該方法為未來智能柔性材料的設(shè)計和制備提供了新方法。

  有機水凝膠既不溶于水,又不溶于油,由于微有機凝膠摻雜和水凝膠框架的協(xié)同效應(yīng),所制備的有機水凝膠具有優(yōu)異的熱機械性能和形狀記效應(yīng)[48]。該材料在形變過程中,表現(xiàn)出的可拉伸形變達到了2600%,在20倍自身重量的負載下表現(xiàn)的壓縮可達到85%。同時,該有機水凝膠在形狀記憶變化過程中表現(xiàn)出高應(yīng)力應(yīng)變能力。該類有機水凝膠將來有望用作智能材料。

  低能刺激產(chǎn)生的機械響應(yīng)具有非常重要的技術(shù)前景。汪長春等[49~51]在近紅外熱縮冷脹類高分子材料領(lǐng)域取得了重要進展。這個研究進展為發(fā)展室溫熱能存儲與轉(zhuǎn)化、近紅外大分子開關(guān)和馬達、零膨脹系數(shù)的材料提供了新途徑。含有s-二苯并環(huán)辛二烯基團的聚丙烯酰胺膜在近紅外低能外場刺激下能發(fā)生可逆的非常規(guī)熱收縮,其原因可歸結(jié)為扭船式-椅式構(gòu)象變化,分子不對稱性能明顯降低結(jié)晶性并促進構(gòu)象變化動力學,交聯(lián)聚丙烯酰胺顯示出罕見的新光熱行為。在近紅外輻照下,抵消正常熱膨脹后,顯出很大比例的可逆收縮。這種高分子材料負熱膨脹系數(shù)比已報道的材料高10倍。含有苯并環(huán)丁烯三嵌段共聚物的前驅(qū)體中,聚丙烯酰胺與寡壁碳納米管具有很強的相互作用,碳納米管的含量高至5%(wt)時,碳納米管分散仍非常均勻。寡壁碳納米管上的雙鍵與苯并環(huán)丁烯通過加成反應(yīng)形成碳納米管與聚合物間的共價鍵,使聚合物剛性增加2倍。光熱轉(zhuǎn)換最佳性能時的碳納米管含量為3%(wt),收縮應(yīng)力增強因子高達24kPa~166kPa,而沒有碳納米管的對照體系僅為7kPa。這類光熱收縮巨大的新材料可用于制作生物近紅外執(zhí)行器。

  提高材料的剛性與延展性常�；槊�,很難實現(xiàn)同時提高。如對于聚合物彈性體來說,增加其交聯(lián)密度能提高其強度,但會導致韌性降低變脆。受海洋貽貝角質(zhì)層結(jié)構(gòu)啟發(fā),在環(huán)氧樹脂中引入犧牲性可逆鄰苯二酚-鐵交聯(lián)結(jié)構(gòu),帶來該材料的剛性、抗張強度和斷裂伸長同時增大2~3個數(shù)量級,可逆性離聚物納米微區(qū)引起的鏈受限和鐵-鄰苯二酚螯合導致交聯(lián)密度升高,這兩類作用的協(xié)同效應(yīng)使聚合物保持延展性的同時,獲得了遲滯能量耗散,拉伸伸長達到50%。隨后,一旦壓力消失,螯合鍵會重新形成,使其能反復可逆利用。與不帶離聚物的相同環(huán)氧樹脂相比,具有可逆鍵的塑料彈性模量提高770倍,抗張強度提高58倍,韌性提高92倍[52]。

2 高分子學科概況

2.1 高分子領(lǐng)域成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化與國際影響力及獲獎

  高分子學科研究總體上仍然處于提升狀態(tài),表現(xiàn)在基礎(chǔ)研究創(chuàng)新能力的提高、年輕人才的成長,也體現(xiàn)在為社會經(jīng)濟發(fā)展、解決工業(yè)技術(shù)問題的貢獻度上。

  2016年8月在南京舉辦的高分子青年學者研討會上,青年學者們的工作非常出色,與會人員的素質(zhì)讓我們對學科發(fā)展充滿信心。2016年10月在杭州舉行的“NSFC-RSC中英高分子雙邊研討會”、2017年10月在蘇州舉辦的“北京論壇2017:生物醫(yī)用高分子”和在成都的“中美雙邊高分子會議”上,中方報告者的水平獲得與會國外學者的高度贊賞與評價。

  在 ClarivateAnalytics發(fā)布的高被引作者中,我國學者逐年增多,2017年高分子領(lǐng)域入選學者有曹鏞、陳永勝、侯劍輝、黃飛、黃飛鶴、黃維、李永舫、馬東閣、石高全、唐本忠、危巖、楊英威、占肖衛(wèi)、智林杰和張希。他們是活躍在光電功能、太陽能電池、石墨烯和超分子聚合物等領(lǐng)域的學者。

  石高全等因題為“化學修飾石墨烯可控組裝與復合的基礎(chǔ)研究”獲得2016年國家自然科學獎二等獎1項;陳文興等因題為“管外降膜式液相增黏反應(yīng)器創(chuàng)制及溶體直紡滌綸工業(yè)絲新技術(shù)”獲得2016年國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項;張清華等因題為“干法濕紡聚酰亞胺纖維制備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”獲國家科學技術(shù)進步二等獎1項。

  唐本忠等因題為“聚集誘導發(fā)光”的研究成果獲得2017年國家自然科學一等獎1項;胡源等長期從事阻燃高分子領(lǐng)域研究,取得系列成果,他們題為“聚合物/層狀無機物納米復合材料的火、災(zāi)安全設(shè)計與阻燃機理”的研究成果獲得2017年國家自然科學二等獎1項;張秋禹等題為“吸附分離聚合物材料結(jié)構(gòu)調(diào)控與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”的成果獲得2017年度國家科技進步獎二等獎1項。

  前文提到,環(huán)氧烷烴可與 CO2 在催化劑作用下發(fā)生交替共聚合反應(yīng),獲得一種二氧化碳基聚碳酸酯塑料(PPC)�；谕醌I紅等研究成果,建設(shè)30萬噸 PPC的生產(chǎn)線于2017年在吉林省吉林市開工,預期一期5萬噸線將在2018年投產(chǎn),這是世界上第一條5萬噸高品質(zhì) PPC生產(chǎn)線。

  楊萬泰等創(chuàng)新性的建立了可控/活性自由基聚合新方法,基于此方法發(fā)展出低分子量窄分布聚丙烯酸及聚丙烯酸鈉合成新技術(shù),并已在山東威海成功轉(zhuǎn)化于實際生產(chǎn)線;他們所開發(fā)的支化型聚丙烯酰胺聚合新技術(shù),已在江蘇張家港實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。他們研發(fā)的自穩(wěn)定沉淀聚合可使聚合物粒子“活性增長”,在制備尺寸均勻可控的球、核殼和空心聚合物納/微粒子等產(chǎn)物的技術(shù)中成為迄今最為簡單的新工藝,此技術(shù)已在江蘇淮安實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn);以此為基礎(chǔ),與中國石化北京化工研究院合作,成功開發(fā)出α-甲基苯乙烯(AMS)共聚微球制備新方法和聚碳酸酯高效光擴散材料成套技術(shù),已在中國石化燕山石化公司定點生產(chǎn)。這項技術(shù)既可將異丙苯制苯酚/丙酮的副產(chǎn)物 AMS加以利用,又可將聚碳酸酯變?yōu)楦咧?LED 燈罩材料。

  吳一弦課題組多年開展順丁橡膠研究,最近在聚合稀土催化劑研究中,研制成功第二代高活性、高定向催化劑,不僅能進一步提高聚合產(chǎn)物性能,而且能大幅降低催化劑用量,明顯降低成本。她與中國石化公司北京燕山分公司橡膠廠合作,成功進行了6萬噸/年順丁橡膠新催化劑工業(yè)試驗。

2.2 學科發(fā)展趨勢

  Nature于2016年底發(fā)表了一系列高分子領(lǐng)域綜述,如“軟物質(zhì)3D 打印”[53]、“塑料生物電子學之濫觴”[54]、“聚合物材料功能仿生及其生物醫(yī)用”[55]、“基于可再生資源的可持續(xù)聚合物”[56]、“自主性生命周期循環(huán)可控的聚合物”[57]。這些綜述給出了高分子某些研究領(lǐng)域的熱點、趨勢或愿景,可供參考。

3 國家自然科學基金資助有關(guān)事項

  很多讀者關(guān)心國家自然科學基金委員會化學科學部資助領(lǐng)域與申請代碼的調(diào)整。在此稍作介紹,正好也是本文所在欄目的要求。在國家自然科學基金委員會化學科學部資助領(lǐng)域調(diào)整后,2018年開始啟用新的申請與資助代碼。高分子各分支方向大致分布見表1。

表1 國家自然科學基金化學科學部高分子領(lǐng)域主要研究方向申請與資助新調(diào)整代碼

Table1 New codes for funding application related to research fields in polymer programs of Department in NSFC

  需要強調(diào)的是:新代碼只是試用于國家自然科學基金項目申請、評審,并沒有科學分支實質(zhì)意義,也不是嚴格的科學名詞,許多代碼僅是多個研究領(lǐng)域的堆砌與無邏輯關(guān)系的機械歸并,請讀者們不要將其泛化。

  這里只能大致給個檢索導引,具體填報申請書時,領(lǐng)域代碼最好選到6位數(shù),四位數(shù)也可以,只填2位數(shù)代碼屬于對自己的項目申請不負責任,會造成不良后果。請查閱《2018年國家自然科學基金項目指南》(紙質(zhì)版或網(wǎng)絡(luò)版)仔細斟酌選填。特別要提醒的是:每個領(lǐng)域代碼下還有研究方向、關(guān)鍵詞等需選擇,研究方向與關(guān)鍵詞的選擇對于后續(xù)專家評審過程的順利進行非常重要,建議申請書中填寫的5個關(guān)鍵詞從申請系統(tǒng)中專家們已設(shè)定的關(guān)鍵詞庫中至少選2個,申請者一定要重視,避免按慣性隨意填寫。

  近年來高分子領(lǐng)域重點項目、青年基金、地區(qū)基金和重點國際合作項目申請量都偏少。

  國家自然科學基金化學科學部資助領(lǐng)域調(diào)整后,所有儀器相關(guān)項目歸并到一個口,申請代碼一并使用 B0407。

4 結(jié)語

  本文只是在當前這個時間節(jié)點上從個人角度概述了高分子進展與相關(guān)概況,在高分子歷史中,也許只是大廈上的一塊磚。我國高分子科學發(fā)展的歷程是值得回味的,江明撰寫綜述[58]進行了介紹。我國高分子學科發(fā)展從無到有、從小到大發(fā)展的路并不平坦。當前我國關(guān)心高分子學科的主流基本問題與經(jīng)典問題的學者似乎尚不多。未來我們國家的科技發(fā)展要進入引領(lǐng)階段,需要擺脫“跟隨”慣性,不惟歐美為圭臬。建設(shè)科技創(chuàng)新性國家、使我國高分子學科從大國走向強國是中青年學者肩負的歷史使命。

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Overview on the Progress of Polymer Science and the NSFC Funding

DONG Jian-hua*

(Department of Chemical Science,National Natural Science Foundation of China,Beijing100085,China)

Abstract:The diverse applications of polymers in all aspects evoke research of macromolecules with acharacteristic of multidiscipline.The notable achievements have been obtained in multidiscipline intersection as reveled by the progress introduced in this review.Chinese polymer scientists contributed corepaper in those top fields in polymer chemistry ormaterial science frontiers report by Clarivate Analytics. Several National Scientific Awards granted to polymer scientistsrecently. Numerous transformations of technological achievements to polymer industry have been successfully preceded in last year.Finally,the changes in framework of NSFC funding programs related to polymer as well as issues in application in 2018 have been introduced briefly.

Keywords:Polymer sciences;Rsearch progress;NSFC funding

下載：高分子科學近期重要進展與國家自然科學基金相關(guān)動態(tài)簡介