南开大学合作报道一种可用作人工肌肉的聚合物共价有机框架
发布时间：2019-06-30 23:30:39 来源：自考网共价有机框架材料(COFs)，具有高比表面积、较高孔道率、孔径规则并容易调控、结构灵活、易于功能化等特性，并具有优异的热稳定和化学稳定性。其在多个领域显示出广泛的应用前景，比如分子存储与分离，催化，传感与检测，能量存储以及药物运输。尽管已经有了数量可观的构筑单元来构筑不同性能、不同结构的COFs， 但由于其在普通溶剂中的不溶性而具有较差的加工性。比如说很难形成大尺寸的连续膜，阻碍了COFs进一步的实际应用。
针对这一挑战， 南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院陈瑶研究员课题组与南开大学化学学院张振杰教授、美国南佛罗利达大学马胜前教授 合作创建了由线性聚合物作为结构构筑单元合成聚合物共价有机框架（polyCOFs）的新概念，该材料代表了一类新的多孔COFs材料，具有良好的结晶度和高稳定性。更重要的是，得益于线性聚合物的柔软性和可加工性，polyCOFs可以自发形成无缺陷，柔软和独立的膜，拥有优异的机械性能，并且能在暴露于各种有机蒸气时经历可逆的机械转变。研究人员首次将polyCOFs膜用作人工肌肉，该材料能够执行由蒸汽触发的各种复杂运动（例如，抬起物体，做“仰卧起坐”）。这一研究弥补了结晶聚合物骨架制备中的局限性，并为使用多孔COFs材料制备响应性新材料开拓了新的途径。
Figure 1. (a) Strategy to fabricate the polyCOF analogue of COF-42 via replacing dangling −OCH2CH3 groups by PEG linkers. (b) Illumination of a new concept to fabricate the freestanding polyCOF membrane via a three-component condensation.
Figure 2. (a) Optical images of the poly2/6COF-42 membrane used as an artificial arm with a hanging red object. (b) Demonstration that the doll made from the poly2/6COF-42 membrane can perform a series of complicated movements (e.g., sit-ups) upon exposure to ethanol vapor or air.
该工作以 “ PolyCOFs: A New Class of Freestanding Responsive Covalent Organic Framework Membranes with High Mechanical Performance ”为题发表在国际权威期刊ACS Central Science上。陈瑶、张振杰、马胜前为论文共同通讯作者。南开大学为论文第一单位。该研究工作得到了南开大学、药物化学生物学国家重点实验室以及天津市自然科学基金重点项目的资助。
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