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南开大学张振杰研究员课题组:合成具有明晰结构、药物缓释和光致动器行为的线性高分子晶体

广泛存在于日常生活和工业生产中的高分子(如Teflon、PVP、PE,PVDF)大多数都属于线性高分子。通过调控高分子的化学组成和结构,可以改变其化学和物理性质。如在高分子链中引入金属Pt原子后,可以赋予其光电以及抗癌等性质。然而精确调控高分子的结构是十分困难的,这是因为高分子绝大多数是无序和非结晶性的。开发具有明晰结构的高分子晶体是高分子科学领域的一个挑战。


南开大学化学学院和药物化学生物学国家重点实验室的张振杰研究员(点击查看介绍)课题组开发了一种“自下而上”的合成策略:首先通过配位自组装来确保双头蒽单体于头-尾平行排列的方式形成分子晶体;再通过光引发的蒽[4 + 4]环加成反应原位获得线性高分子晶体。通过单晶X射线衍射,他们精确的解析了poly(Pt-BA2DA)聚合物的单晶结构,并详细研究了其在聚合和解聚过程中的结构演变。归因于温度控制的高分子缓慢解聚,poly(Pt-BA2DA)线性高分子在抗癌药物缓释方面展示很大的潜力。此外,单晶结构解析发现聚合和解聚过程中伴随着晶体晶胞体积的可逆收缩。利用这一特性,进一步将具有光响应行为的分子晶体与聚偏二氟乙烯复合获得了具有出色光致动器性能的新一代“智能材料”。这项工作不仅提供了一种制备含金属的线性高分子晶体的新方法,而且还拓宽了其在药物缓释和致动器方面的应用。


相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。张振杰研究员是论文的唯一通讯作者,第一作者是2016级博士毕业生喻琪同学。该研究工作得到了国家自然科学基金委、南开大学等的资助。


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Fabrication of Large Single Crystals for Platinum‐Based Linear polymers with Controlled-Release and Photoactuator Performance

Qi Yu, Mingmin Li, Jia Gao, Peixin Xu, Qizhe Chen, Dong Xing, Jie Yan, Michael J. Zaworotko, Jun Xu, Yao Chen, Peng Cheng, Zhenjie Zhang

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201910749


研究团队简介



张振杰研究员于2002-2009在南开大学获得学士和硕士学位,2010-2016年在美国获得博士学位和从事博士后工作。他自2016年7月回国以来,主要围绕晶态功能材料(金属-有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)、有机分子晶体等)的设计合成及应用(高效分离、智能驱动等)开展工作。课题组成立三年来已经取得了丰硕的成果,作为通讯作者发表论文18篇(IF>10论文10篇),包括J. Am. Chem. Soc.(2篇)、Angew. Chem. Int. Ed.(5篇)、ACS Cent. Sci.(1篇)、ACS Catal.(1篇)、Coord. Chem. Rev.(1篇)、ACS Appl. Mater. Interfaces(1 篇)等,并获得国家青年千人计划、美国化学会无机化学分会Young Investigator Award、首届中国化学会青年委员会菁青化学新锐奖等。课题组长期诚聘助理研究员(师资博士后)和有志科研的研究生。


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